DE10023523C1 - Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder Kolbenvakuumpumpe - Google Patents
Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder KolbenvakuumpumpeInfo
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Abstract
Die Anlaufsteuerung startet die Pumpe aus dem Stillstand in Vorwärtsdrehrichtung. Bei Nichtüberwindung eines in Vorwärtsdrehrichtung auftretenden Drehmomentmaximums versetzt die Anlaufsteuerung die Pumpe in Rückwärtsdrehrichtung. Bei Erreichen eines in Rückwärtsdrehrichtung auftretenden Drehmomentmaximums, das normalerweise nicht überwunden wird, startet die Anlaufsteuerung die Pumpe neuerlich in Vorwärtsdrehrichtung. Die Erfindung betrifft die Anlaufsteuerung und eine ein- oder mehrzylindrige Membran- oder Kolbenvakuumpumpe oder kombinierte Membran-/Kolbenvakuumpumpe mit einer einschlägigen Anlaufsteuerung.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder
Kolbenvakuumpumpe.
Aus der DE 198 16 241 C1 ist eine Membranpumpe bekannt. Diese weist eine
dünne, elastische und als Verdränger dienende Membran auf, die in ihrem
Umfang fest zwischen einem Pumpenkopf und einem Pumpengehäuse eingespannt
ist. Der Verdichtungsraum dieser vorbekannten Membranpumpe wird durch den
Pumpenkopf und die Membran begrenzt. Im Pumpenkopf ist ein Einlaß- sowie
ein Auslaßventil vorgesehen. Das über das Einlaßventil eingesaugte Gas
oder Gas/Dampfgemisch wird mittels der Membran im Verdichtungsraum kom
primiert und über das Auslaßventil ausgestoßen. Anstelle einzelner Venti
le können auch mehrere Einlaßventile bzw. mehrere Auslaßventile zum Ein
satz kommen. Eine Kolbenpumpe arbeitet nachdem gleichen Prinzip mit dem
Unterschied, daß die Abdichtung des Verdichtungsraumes nicht durch eine
eingespannte Membran, sondern durch enge Spalte an der Kolbenführung er
folgt. Die oszillatorische Bewegung der Membran bzw. des Kolbens erfolgt
üblicherweise durch eine von einem Elektromotor angetriebene Welle mit
Hilfe einer Vorrichtung zur Umsetzung der Rotationsbewegung in eine li
neare Bewegung, beispielsweise einem Exzenter.
Auf die Membran bzw. den Kolben wirkt eine Kraft infolge der Druckdiffe
renz zwischen Vorder- und Rückseite der Membran bzw. des Kolbens, da die
Rückseite meist unter Atmosphärendruck gehalten wird, während auf die
Vorderseite der Druck im Schöpfraum wirkt, also gegebenenfalls Unterdruck
oder Vakuum. Wird eine derartige Membran- oder Kolbenvakuumpumpe mit Un
terdruck in einem Verdichtungsraum abgestellt, so lastet der atmosphäri
sche Druck auf der Rückseite des Kolbens oder der Membran. Beim Wiederanlauf
aus dem Stillstand muß die Druckkraft von dem Anlaufdrehmoment des
Elektromotors überwunden werden. Dazu bedarf es eines hohen Mindestan
laufdrehmoments, das für die Leistungsauslegung des Motors bestimmend
ist. Es ist ein leistungsstarker Motor erforderlich, der konstruktiv ent
sprechend aufwendig ist, viel Platz braucht und im laufenden Betrieb ei
nen hohen Energieverbrauch hat.
Das benötigte Anlaufdrehmoment einer Membran- oder Kolbenvakuumpumpe
zeigt in Abhängigkeit von der Membran- bzw. Kolbenstellung ausgeprägte
Maxima und Minima. Die Anzahl und Position der Maxima und Minima in Ab
hängigkeit von der Winkelposition der Antriebswelle hängt von der Anzahl
und Anordnung der Kolben innerhalb der Membran- oder Kolbenpumpe ab. Die
Maxima und Minima kommen dadurch zustande, daß an jedem Kolben - mit oder
ohne Membran - unterschiedliche Kräfte durch den bestehenden Gasdruck
innerhalb des jeweiligen Verdichtungsraums wirken. Die Höhe der Drehmo
mentmaxima beim Anlauf wird somit bestimmt durch die Gasdrücke in den
einzelnen Verdichtungsräumen.
Bei einzylindrigen Membran- oder Kolbenvakuumpumpen tritt das höchste
Anlaufdrehmoment bei Vakuum im Verdichtungsraum auf. Der Kolben wird
durch den äußeren Luftdruck auf der Membran- bzw. Kolbenrückseite in
Richtung oberer Totpunkt gedrückt. In diesem Fall muß der Motor zur Über
windung des oberen Totpunkts die maximale Kraft - und damit das maximale
Drehmoment an der Antriebswelle - erbringen. Nach dem Überwinden des obe
ren Totpunkts gewinnt der Motor zusammen mit den gegebenenfalls vorhande
nen Ausgleichsgewichten auf der Antriebswelle bis zum nächsten Drehmo
mentmaximum genügend Drehimpuls, um dieses zu überwinden, wodurch der
weitere Hochlauf sichergestellt ist.
Bei zwei- oder mehrzylindrigen Anordnungen von Membran- oder Kolbenvaku
umpumpen hängen die Höhe und Position der Drehmomentspitzen von der Win
kelstellung der Kolben zueinander sowie der Gasbefüllung jedes einzelnen
Zylinders ab, wobei die höchsten Anlaufdrehmomente bei großen Druckdiffe
renzen zwischen den Verdichtungsräumen der einzelnen Kolben auftreten.
Aus der EP 0 569 347 A2 ist ein Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug be
kannt, bei dem eine Brennkraftmaschine und ein Elektromotor in bleibend
drehfester Verbindung miteinander stehen. Der Elektromotor dient als
Startmotor. Er schaltet beim Startvorgang von der der Betriebsdrehrich
tung entgegengesetzten Drehrichtung auf die Betriebsdrehrichtung und bei
Erreichen einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit auf Generatorbetrieb
um.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlaufsteuerung für eine Membran-
und/oder Kolbenvakuumpumpe zu schaffen, die das kritische Anlaufdrehmo
ment verringert, so daß man bei vorgegebener Baugröße der Pumpe mit einem
kleineren Motor von geringerer Leistung auskommt und dadurch die Geste
hungs- und laufenden Betriebskosten senkt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Anlaufsteuerung, die die Pumpe aus
dem Stillstand in Vorwärtsdrehrichtung startet, bei Nichtüberwindung ei
nes in Vorwärtsdrehrichtung auftretenden Drehmomentmaximums in Rückwärts
drehrichtung versetzt und bei Erreichen eines in Rückwärtsdrehrichtung
auftretenden Drehmomentmaximums, das normalerweise nicht überwunden wird,
neuerlich in Vorwärtsdrehrichtung startet.
Mit Vorwärtsdrehrichtung und Rückwärtsdrehrichtung werden entgegengesetz
te Drehrichtungen der Pumpenwelle bezeichnet. Die Vorwärtsdrehrichtung
ist die Solldrehrichtung für den laufenden Betrieb.
Die erfindungsgemäße Anlaufsteuerung bewirkt, daß der Motor nach einem
erfolglosen Anlaufversuch der Pumpe für eine definierte kurze Zeitspanne
in der entgegengesetzten Richtung betrieben wird, bevor ein erneuter An
laufversuch in Vorwärtsdrehrichtung unternommen wird. Dieser Vorgang kann
mehrfach wiederholt werden, bis ein erfolgreicher Anlauf zustande kommt.
Infolge der Wirkung dieser Anlaufsteuerung des Elektromotors zum Antrieb
einer Membran- oder Kolbenvakuumpumpe kommt es zu einer Pendelbewegung
der Pumpkolben zwischen zwei Drehmomentmaxima, da der Motor die Pumpe
auch bei Rückwärtsbewegung nur bis zu dem nächsten rückwärtigen Drehmo
mentmaximum treiben kann und dort verharrt, bis die Anlaufsteuerung den
Motor wieder in Vorwärtsdrehrichtung schaltet. Sollte der Anlaufversuch
über das vorwärtige Drehmomentmaximum gelingen, läuft die Pumpe wunschge
mäß hoch. Sollte der Anlauf nicht gelingen, schaltet die Anlaufsteuerung
den Motor wiederum auf Rückwärtslauf, wodurch die Pumpe zum rückwärtigen
Drehmomentmaximum zurückpendelt. Dies führt zu zwei vorteilhaften Effek
ten:
- 1. Bei jedem Anlaufversuch des Motors in Vorwärtsdrehrichtung startet der Motor aus der optimalen Position, da der Motor in Folge des Rückwärtslaufes bis zu dem letzten Drehmomentmaximum zurückgefahren war und bei dem folgenden Vorwärtslauf den maximalen Drehimpuls auf nehmen kann. Dieses "Schwungholen" erleichtert die Überwindung des vorwärtigen Drehmomentmaximums und somit den vollständigen Anlauf entscheidend. Darüberhinaus ist bei Wechselstrommotoren das Drehmo ment bei hoher Winkelgeschwindigkeit höher.
- 2. Im Fall von zwei- oder mehrzylindrigen Membran- oder Kolbenpumpen wird durch die von der Pendelbewegung verursachte Pumpwirkung ein Druckausgleich zwischen den Verdichtungsräumen der einzelnen Zylin der herbeigeführt. Dadurch wird über eine mehrfach Pendelbewegung der im ungünstigsten Fall additive Effekt der Kräfte infolge der Gasdrücke in den einzelnen Zylindern auf die Höhe des Drehmomentma ximums reduziert bis zu dem Punkt, an dem der Motor das Maximum überwinden kann und der Anlauf der Pumpe gelingt.
In Untersuchungen mit geeigneten elektronischen Schaltungen wurde eine
überraschend hohe Reduzierung des erforderlichen Anlaufdrehmoments, ins
besondere bei zwei- und mehrzylindrigen Membran- und Kolbenpumpen in Fol
ge des Effektes 2, festgestellt.
Als Folge der erfindungsgemäßen Anlaufsteuerung benötigt der zum Antrieb
der Pumpe verwendete Elektromotor ein verringertes Mindestanlaufdrehmoment,
um die unter Unterdruck stehende Pumpe aus dem Stillstand in Gang
zu setzen. Das ermöglicht die Verwendung eines leistungsschwächeren und
daher kostengünstigen Elektromotors mit verringertem Energieverbrauch und
kleineren Abmessungen zum Antrieb einer gegebenen Pumpeinheit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hält die Anlaufsteuerung die Pumpe
an, wenn das in Rückwärtsdrehrichtung auftretende Drehmomentmaximum über
wunden wird, und sie startet die Pumpe neuerlich in Vorwärtsdrehrichtung.
Da die Gasstromrichtung von Membran- und Kolbenpumpen unabhängig von der
Motordrehrichtung ist, kann es zu keinerlei rückwärtsgerichtetem Pumpen
aus dem Hochdruck- in den Niederdruckbereich kommen. Nach der Überwindung
des vorwärtigen Drehmomentmaximums läuft der Motor mit steigender Dreh
zahl hoch bis in den Normalbetrieb.
Zum Antrieb einer Membran- oder Kolbenvakuumpumpe werden derzeit übli
cherweise Einphasen-Wechselstrom-Elektromotoren benutzt. Gleichstrommoto
ren weisen gegenüber Wechselstrommotoren mehrere Vorteile auf. Diese sind
ein hoher Wirkungsgrad, eine kleine Baugröße sowie ein günstiger Drehmo
mentverlauf über der Drehzahl, da das Drehmoment an der Welle eines
Gleichstrommotors bei niedrigen Drehzahlen höher ist als bei hohen Dreh
zahlen. Dies bedeutet, daß das kritische Anlaufen der Pumpe aus dem
Stillstand begünstigt wird. In der Praxis wird die Größe und Leistung des
Gleichstrommotors durch das benötigte Drehmoment der Pumpe für das Anlau
fen aus dem Stillstand bestimmt. Um die Baugröße der Membran- oder Kol
benvakuumpumpe mit angebautem Wechselstrom- oder Gleichstrommotor und die
Leistungauslegung des Motors sowie die mit dem Motor verbundenen Kosten
möglichst gering zu halten, sucht man das kritische Anlaufdrehmoment der
Membran- oder Kolbenvakuumpumpe mit der erfindungsgemäßen Anlaufsteuerung
zu verringern.
Die Realisierung der Anlaufsteuerung hängt von der Motorbauart ab. Bei
einem Wechselstrommotor ist ein Drehgeber erforderlich, der die momentane
Winkelstellung des Motors an eine Betriebselektronik meldet. Diese steu
ert in geeigneter Weise die Spulen des als Drehstrommotor beschalteten
Motors. Bei elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren kann die erfin
dungsgemäße Anlaufsteuerung überraschend einfach mit der Betriebselektro
nik kombiniert werden. Diese Anordnung erfordert keinen zusätzlichen
Drehgeber, da dieser für den Motorbetrieb ohnedies erforderlich ist. Die
Anlaufsteuerung wird durch eine elektronische Schaltung und/oder die Pro
grammierung eines Mikroprozessors innerhalb der Betriebselektronik des
Gleichstrommotors realisiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Pumpe über einen Dreh
geber, der der Anlaufsteuerung die Drehrichtung und die Drehzahl der Pum
pe anzeigt. Bei Antrieb der Pumpe durch einen kollektorlosem Gleichstrom
motor mit einem Drehgeber für die Kommutierung wird vorzugsweise eben
dieser Drehgeber für die Anlaufsteuerung verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfaßt die Anlaufsteuerung, ob die
Drehzahl der Pumpe zwischen vorgegebenen Drehzahlgrenzwerten liegt. Da
durch werden Pumpenstillstand und Anlaufbetrieb identifiziert.
Die Anlaufsteuerung ist vorzugsweise Teil der Betriebselektronik der Pum
pe. Sie kann durch Programmierung eines zu der Betriebselektronik gehöri
gen Mikroprozessor realisiert sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Solldrehzahl der Pumpe ein
stellbar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Pumpe über einen Tempe
raturfühler, dessen Signal der Betriebselektronik überstellt wird. Die
Betriebselektronik steuert die Pumpe so, daß die Temperatur des Motors
und der Betriebselektronik eine vorgegebene Grenztemperatur nicht über
steigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform begrenzt die Betriebselektronik
speziell im Anlaufbetrieb die Drehzahl der Pumpe.
Nicht zuletzt betrifft die Erfindung eine ein- oder mehrzylindrige Mem
bran- oder Kolbenvakuumpumpe oder kombinierte Membran-/Kolbenvakuumpumpe
mit einer Anlaufsteuerung der genannten Art.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine zweizylindrige Membranvakuumpumpe;
und
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Steuerung der Pumpe.
Die zweizylindrige Membranvakuumpumpe gemäß Fig. 1 hat als Antrieb ei
nen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 1, der über eine An
triebswelle 2, den Exzenter 3 und Pleuel 4 die zwei Pumpzylinder 5A
und 5B antreibt. Jeder Pumpzylinder besteht aus einer Membran 7, einem
Verdichtungsraumdeckel 8 sowie der Spannscheibe 9, wodurch ein Ver
dichtungsraumvolumen 6 definiert wird. Zylinder 5B ist am unteren Tot
punkt des Exzenters 3 und damit bei maximalem Verdichtungsraumvolumen
dargestellt, während sich Zylinder 5A am oberen Totpunkt und damit bei
minimalem Verdichtungsraumvolumen 6 befindet. Die somit implementierte
gegenläufige Anordnung der Zylinder wird bevorzugt verwendet, um den
Motor im Nennbetrieb nicht mit der gleichzeitig aufzubringenden Kom
pressionsarbeit für zwei Zylinder zu belasten.
Ein- und Auslaßventile an den Zylindern sind zur besseren Übersicht
lichkeit nicht eingezeichnet. Die spezielle Ausformung der Ventile wie
auch deren Betätigung, welche durch die anliegende Druckdifferenz
selbst oder durch externe Signale gesteuert sein kann, ist für die er
findungsgemäße Elektromotoransteuerung unerheblich. Auch ist die Er
findung nicht auf zweizylindrige Membran- oder Kolbenpumpen be
schränkt.
Das Gesamtsystem aus Vakuumpumpeinheit 10, Gleichstrommotor 1, Be
triebselektronik 11 (mit Versorgungsspannung U) und Anlaufelektronik
12 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Am Stator des Gleichstrommo
tors - fest mit dem Pumpenkörper verbunden - ist ein Winkelpositions
detektor 13 befestigt. Dieser kann in Form von Magnetfeldsensoren,
beispielsweise unter Ausnutzung des Hall-Effektes, realisiert sein.
Die Signale des Winkelpositionsdetektors werden über Signalleitungen
14 zur Betriebselektronik 11 geführt. Diese berechnet aus den Signalen
phasenrichtig zeitabhängige Spannungen für die Magnetfeldspulen des
Gleichstrommotors, die über Leitungen 15 zu den Spulen geführt werden.
Je nach Phasenlage der Spannungen ist die Motordrehrichtung "Vorwärts"
oder "Rückwärts". Bei elektronisch ausgeführten Betriebselektroniken
kann die Drehrichtung über einen Steuereingang bestimmt werden. Solche
elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren sind wohlbekannt und wei
sen gegenüber herkömmlichen Gleichstrommotoren den entscheidenden Vor
teil auf, keine verschleißintensiven Bürsten, Schleifkontakte oder
ähnliche mechanische Vorrichtungen zur Stromübertragung auf eine lau
fende Welle zu benötigen.
Die erfindungsgemäße Erweiterung dieser Anordnung beinhaltet die An
laufelektronik 12. Diese steht über Signalleitungen 16 und 17 mit der
Betriebselektronik 11 in Verbindung. Die Anlaufelektronik 12 und damit
die Signalleitungen 16 und 17 können auch programmtechnisch innerhalb
eines Mikroprozessors der Betriebselektronik 11 realisiert sein.
Bei Normalbetrieb, also bei laufendem Motor, gibt der Winkelpositions
detektor 13 Signale an die Betriebselektronik 11, die daraus die Steu
erspannungen für die Motorspulen berechnet und zugleich über Leitung
16 an die Anlaufelelektronik 12 meldet, daß der Motor normal arbeitet.
Die Anlaufelektronik 12 gibt über Leitung 17 den Befehl an die Be
triebselektronik 11, den normalen Vorwärtslauf fortzusetzen. Die An
laufelektronik 12 ist somit ohne Einfluß auf den Normalbetrieb.
Der Motor wird genau dann als normal arbeitend eingestuft, wenn die
aus den Signalen vom Winkelpositionsdetektor bestimmte Drehfrequenz
innerhalb eines vorgegebenen Intervalls mit unterer sowie oberer
Grenzfrequenz liegt. Die untere Grenze des Frequenzintervalls ist ty
pischerweise 0,1 bis 3 s-1. Unterhalb dieser Werte liegt offenkundig
Stillstand vor. Die obere Grenze ist durch die anwendungstypische
Maximaldrehfrequenz des Systems Motor mit Pumpe vorzugeben und beträgt
typischwerweise 50 bis 200 s-1. Meldet der Winkelpositionsdetektor eine
höhere Frequenz, so wird dies erfahrungsgemäß durch ein vergebliches
hochfrequentes Anlaufen des Motors gegen ein Drehmomentmaximum verur
sacht, zeigt also ebenfalls Stillstand der Pumpe an. Diese hochfre
quente Schwingbewegung des Motors beim vergeblichen Anlauf gegen ein
Drehmomentmaximum tritt vor allem bei Motoren mit kleinem Trägheitsmo
ment auf.
Sollte bei eingeschaltetem Motor der Winkelpositionsdetektor 13 über
die Leitung 14, die Betriebselektronik 11 und Leitung 16 an die
Anlaufelektronik 12 den Stillstand des Motors melden - Drehfrequenz
außerhalb des zulässigen Intervalls -, wie das bei jedem Einschalten
der Pumpe der Fall ist, so wird die oben beschriebene erfindungsgemäße
Anlaufsteuerung wirksam. Die Anlaufelektronik 12 befiehlt der
Betriebselektronik 11 den Rückwärtslauf, wodurch der Motor zurückläuft
bis zu dem nächsten rückwärtigen Drehmomentmaximum. Wird der rückwär
tige Stillstand erreicht oder nach einer definierten Zeitspanne, be
fiehlt die Anlaufelektronik Vorwärtslauf. Der Motor läuft mit Schwung
vorwärts (Effekt 1, s. o.) und versucht das Drehmomentmaximum zu über
winden. Bei erneutem Stillstand wiederholt sich der Vorgang, die Pumpe
pendelt zwischen den oberen Totpunkten der Zylinder 5A und 5B hin und
her. Dadurch kommt es zwischen den Zylindern zu einer Pumpwirkung, die
erfindungsgemäß die Druckdifferenz zwischen den Zylindern abbaut und
somit die Druckkräfte auf die Zylinder verringert (Effekt 2, s. o.),
bis zu dem Punkt, an dem die Pumpe in Vorwärtsrichtung anläuft.
Sollte der Motor bei einer der rückwärts gerichteten Drehbewegungen
das Drehmomentmaximum überwinden, so wird die Pumpe kurz rückwärts
laufen, bis die Anlaufelektronik wieder Vorwärtslauf befiehlt.
Bei Verwendung einer einzylindrigen Membran- oder Kolbenvakuumpumpe
kann es zu keiner Druckausgleichswirkung zwischen Zylindern kommen und
nur der oben beschriebene Effekt 1 des "Schwungholens" des Motors ist
wirksam.
Die erfindungsgemäße Anlaufelektronik reduziert das benötigte maximale
Drehmoment um bis zu 50% bei mehrzylindrigen und 25% bei einzylin
drigen Membran- oder Kolbenpumpen und gestattet so, erheblich kleinere
und kostengünstigere Elektromotoren mit verringertem Leistungsbedarf
zu verwenden.
Die Betriebselektronik ist bevorzugt mit einer mikroprozessorunter
stützten Steuerung ausgestattet. Dies gestattet, das Hochlaufen der
Pumpe auf die Nenndrehzahl zu steuern bzw. diese Nenndrehzahl mittels
elektronischer Signale durch den Anwender einzustellen und dadurch die
Leistungsaufnahme und die Motorerwärmung zu begrenzen. Die Begrenzung
der Motorerwärmung auf Temperaturwerte innerhalb vorgegebener Grenzen
kann auch mit Hilfe eines Temperatursensors und einer programmgestütz
ten Auswertung im Mikroprozessor innerhalb der Betriebselektronik er
folgen. Dadurch wird ein hohes Maß an Betriebssicherheit auch im Feh
lerfall unzureichender Kühlung gewährleistet. Gleichzeitig ist es mög
lich, den Leistungsbedarf aus einer Stromversorgungseinheit trotz der
betriebsbedingt hohen Kompressionsarbeit darart zu begrenzen, daß ein
kostengünstiges und kompaktes Stromversorgungsnetzteil verwendet wer
den kann.
Bei Verwendung einer mikroprozessorunterstützten Betriebselektronik
kann sich der zusätzliche Aufwand für die Anlaufelektronik auf die Im
plementierung einer entsprechenden Programmkomponente in der Mikropro
zessorspeichereinheit reduzieren. Damit ist keine schaltungstechnische
Realisierung der Anlaufelektronik in Form einer eigenen Leiterplatte
oder eines Leiterplattenabschnittes erforderlich, und es entstehen
keine nenneswerten zusätzlichen Kosten.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Anlaufelektronik im Antrieb einer
Membran- oder Kolbenvakuumpumpe kann zweifelsfrei anhand folgender Me
thode festgestellt werden. Gehäuseteile an der Membran- oder Kolbenva
kuumpumpe oder am Motor werden demontiert, um freien Blick auf dre
hende Teile des Motors der Pumpe zu gewähren, ohne die Funktion der
Vakuumpumpe zu beeinträchtigen. Die Pumpe wird in kaltem Zustand
einige Minuten betrieben, bis in den Schöpfräumen Vakuum vorliegt.
Dann wird die Pumpe abgeschaltet. Nach typischerweise 10 min Wartezeit
wird die Pumpe wieder gestartet. Wird bei dem Anlaufversuch eine
kurzzeitige Pendelbewegung des Motors in Form abwechselnden Vor- und
Rücklaufs festgestellt, so kann dies nur durch Einsatz der erfindungs
gemäßen Anlaufelektronik erzielt worden sein.
Claims (12)
1. Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder Kolbenvakuumpumpe, die
die Pumpe aus dem Stillstand in Vorwärtsdrehrichtung startet, bei
Nichtüberwindung eines in Vorwärtsdrehrichtung auftretenden Drehmo
mentmaximums in Rückwärtsdrehrichtung versetzt und bei Erreichen
eines in Rückwärtsdrehrichtung auftretenden Drehmomentmaximums, das
normalerweise nicht überwunden wird, neuerlich in Vorwärtsdrehrich
tung startet.
2. Anlaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
den Startvorgang mehrfach wiederholt, bis die Pumpe in Vorwärts
drehrichtung läuft.
3. Anlaufsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sie die Pumpe anhält, wenn das in Rückwärtsdrehrichtung auftretende
Drehmomentmaximum überwunden wird, und die Pumpe neuerlich in Vor
wärtsdrehrichtung startet.
4. Anlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pumpe über einen Drehgeber verfügt, der der An
laufsteuerung die Drehrichtung und die Drehzahl der Pumpe anzeigt.
5. Anlaufsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pumpe durch einen kollektorlosen Gleichstrommotor (1) mit einem
Drehgeber für die Kommutierung angetrieben ist, und daß eben dieser
Drehgeber für die Anlaufsteuerung verwendet wird.
6. Anlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie erfaßt, ob die Drehzahl der Pumpe zwischen vorge
gebenen Drehzahlgrenzwerten liegt.
7. Anlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie Teil einer Betriebselektronik (11) der Pumpe ist.
8. Anlaufsteuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie
durch Programmierung eines zu der Betriebselektronik (11) gehörigen
Mikroprozessors realisiert ist.
9. Anlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Solldrehzahl der Pumpe einstellbar ist.
10. Anlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pumpe über einen Temperaturfühler verfügt, dessen
Signal der Betriebselektronik (11) überstellt wird, und daß die Be
triebselektronik (11) die Pumpe so steuert, daß die Temperatur des
Motors und der Betriebselektronik (11) eine vorgegebene Grenztempe
ratur nicht übersteigt.
11. Anlaufsteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Betriebselektronik (11) speziell im Anlaufbetrieb die Drehzahl der
Pumpe begrenzt.
12. Ein- oder mehrzylindrige Membran- oder Kolbenvakuumpumpe oder kom
binierte Membran-/Kolbenvakuumpumpe, gekennzeichnet durch eine An
laufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10023523A DE10023523C1 (de) | 2000-05-13 | 2000-05-13 | Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder Kolbenvakuumpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10023523A DE10023523C1 (de) | 2000-05-13 | 2000-05-13 | Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder Kolbenvakuumpumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10023523C1 true DE10023523C1 (de) | 2001-12-13 |
Family
ID=7641949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10023523A Expired - Lifetime DE10023523C1 (de) | 2000-05-13 | 2000-05-13 | Anlaufsteuerung für eine Membran- und/oder Kolbenvakuumpumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10023523C1 (de) |
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