DE102008061897A1

DE102008061897A1 - Vacuum pump

Info

Publication number: DE102008061897A1
Application number: DE102008061897A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kallenborn; Ronald Dr. Sachs; Heiko Schäfer
Original assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Current assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-17
Also published as: EP2196671B1; EP2196671A2; EP2196671A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenvakuumpumpe mit einer Laufbuchse, einem in der Laufbuchse beweglich angeordneten Hubkolben, einer an dem Hubkolben angeordneten Dichtung zum Abdichten des Raumes zwischen Hubkolben und Laufbuchse und einem Antrieb, welcher eine periodische Bewegung des Hubkolbens bewirkt. Um den Verschleiß der Dichtung zu verringern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Kühlungsmittel mit der Laufbuchse in Wärme übertragendem Kontakt steht.The invention relates to a piston vacuum pump with a bushing, a piston movably arranged in the bushing, arranged on the reciprocating seal for sealing the space between the reciprocating piston and liner and a drive which causes a periodic movement of the reciprocating piston. In order to reduce the wear of the seal is proposed according to the invention that a coolant with the liner is in heat transfer contact.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenvakuumpumpe nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The The invention relates to a piston vacuum pump according to the preamble of first claim.

Im Stand der Technik sind Hubkolbenvakuumpumpen zur Erzeugung von Grob- und Feinvakua bekannt. Insbesondere als Trockenläufer, d. h. ohne Schmier- und Dichtmittel im Bereich des Schöpfraumes, sind sie aufgrund ihrer Eigenschaften, beispielsweise ihres hohen Saugermögens für leichte Gase, am Markt erfolgreich. Der Hubkolben einer solchen Kolbenvakuumpumpe führt in einer Laufbuchse eine reziprokierende Bewegung aus. Eine diese Laufbuchse berührende Dichtung dichtet den Spalt zwischen Hubkolben und Laufbuchse ab. Diese Dichtung unterliegt Verschleiß, der durch die Schmiermittelfreiheit erhöht wird.in the The prior art are reciprocating vacuum pumps for producing coarse and fine vacuums known. Especially as a dry runner, d. H. without lubricants and sealants in the area of the pump chamber, they are because of their characteristics, for example their high Saugermögens for light gases, successful in the market. The reciprocating piston of such a piston vacuum pump leads in a liner from a reciprocating motion. One of these liners Touching seal seals the gap between reciprocating pistons and bushing. This seal is subject to wear, which is increased by the freedom from lubricant.

Verschiedene Lösungen zur Erhöhung der Standzeit dieser Dichtung sind bekannt. So schlägt die DE-A 10 2006 012 532 vor, die Funktionen von Dichtung und Führung des Hubkolbens in zwei Bauteile aufzuteilen, welche beide am Hubkolben angeordnet sind. Obwohl diese Maßnahme zu einer deutlichen Standzeitverlängerung führt, ist eine weitere Steigerung erwünscht.Various solutions for increasing the service life of this seal are known. So that beats DE-A 10 2006 012 532 before dividing the functions of seal and leadership of the reciprocating piston into two components, which are both arranged on the reciprocating piston. Although this measure leads to a significant service life extension, a further increase is desired.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenvakuumpumpe zu schaffen, in der mit einfachen Mitteln die Standzeit der Dichtung verlängert wird.It is therefore an object of the invention to provide a piston vacuum pump, extended in the simple means the life of the seal becomes.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kolbenvakuumpumpe mit den Merkmalen des ersten Anspruchs. Die abhängigen Anspruch 2 bis 6 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.These Task is solved by a piston vacuum pump with the Features of the first claim. The dependent claim 2 to 6 indicate advantageous developments of the invention.

Das Kühlungsmittel, welches mit der Laufbuchse in Wärme übertragendem Kontakt steht, nimmt Wärme von der Laufbuchse auf. Diese Wärme entsteht durch die Reibung der Dichtung an der Laufbuchsenwandung. Das Abführen der Wärme führt zu einer Kühlung der Laufbuchse und der Dichtung. Hierdurch wird die Standzeit der Dichtung deutlich verlängert. Damit verlängern sich gleichzeitig die Serviceintervalle der Kolbenvakuumpumpe.The Coolant, which with the liner in heat transferring Contact stands, absorbs heat from the liner. These Heat is generated by the friction of the seal on the liner wall. The removal of heat leads to a Cooling the bushing and the seal. This will significantly extended the service life of the seal. To extend it at the same time the service intervals of the piston vacuum pump.

In einer ersten Weiterbildung umfasst das Kühlungsmittel einen Wärmeleitkörper, welcher eine höhere Wärmeleitzahl als ein die Laufbuchse aufnehmender Zylinder aufweist. Dies stellt eine einfache Bauform dar, die bei geringen Beanspruchungen der Kolbenvakuumpumpe durch geringe Gaslasten eine ausreichende Kühlung und damit Standzeitverlängerung bewirkt.In In a first development, the coolant comprises a Wärmeleitkörper, which a higher Thermal conductivity as a cylinder receiving the bushing having. This represents a simple design, which at low Strains of the piston vacuum pump due to low gas loads sufficient Cooling and thus life extension causes.

In einer anderen Weiterbildung umfasst das Kühlungsmittel einen geschlossenen, einen Verdampfer und einen Kondensator aufweisenden Kreislauf, bei dem der Verdampfer mit der Laufbuchse in Kontakt steht. Ein solcher Kreislauf ist ein effizientes Mittel, Wärme abzuführen. Große Wärmemengen können transportiert werden, so dass auch bei hohen Beanspruchungen der Kolbenvakuumpumpe, beispielsweise durch hohe Gaslasten, die Temperatur von Laufbuchse und Dichtung so niedrig gehalten wird, dass die Standzeit der Dichtung erheblich verlängert wird.In another development comprises the coolant a closed circuit having an evaporator and a condenser, where the evaporator is in contact with the liner. One such circulation is an efficient means of dissipating heat. Large amounts of heat can be transported be, so that even at high loads of the piston vacuum pump, for example due to high gas loads, the temperature of liner and seal is kept so low that the service life of the seal considerably is extended.

Die vorgenannte Weiterbildung lässt sich konstruktiv besonders einfach gestalten, indem die Laufbuchse eine tangentiale Bohrung aufweist, in welcher der Verdampfer angeordnet ist. Dies erlaubt eine einfache Herstellung der Teile und eine leichte Montage. Der Verdampfer erhält einen sehr guten Wärmekontakt zur Laufbuchse, so dass eine gute Wärmeableitung entsteht und die Standzeit der Dichtung deutlich erhöht wird.The The aforementioned training can be constructive especially Simply make the barrel a tangential hole has, in which the evaporator is arranged. This allows one easy manufacture of the parts and easy assembly. The evaporator gets a very good thermal contact with the liner, so that a good heat dissipation and the service life the seal is significantly increased.

Eine wiederum andere Weiterbildung schlägt vor, dass das Kühlungsmittel einen Kühlmittelkanal umfasst, der derart in einem die Laufbuchse aufnehmenden Zylinder angeordnet ist, dass die Laufbuchse die ihr zugewandte Begrenzungsfläche des Kanals begrenzt. In einem solchem Kanal strömt ein Wärme aufnehmendes Fluid, beispielsweise Kühlwasser. Durch die beanspruchte Gestaltung gelangt das Fluid in direkten Kontakt mit der Laufbuchse, so dass ein hervorragender Wärmeübergang gewährleistet ist. Hieraus resultiert eine sehr gute Standzeitverlängerung.A In turn, other training suggests that the coolant comprises a coolant channel, which in such a Bushing receiving cylinder is arranged that the bushing limits the facing the boundary surface of the channel. In such a channel flows a heat-absorbing Fluid, for example cooling water. By the claimed Design, the fluid comes into direct contact with the liner, so that ensures excellent heat transfer is. This results in a very good life extension.

Die bisher genannten Weiterbildungen werden verbessert, indem das Kühlungsmittel auf halbem Weg zwischen einem ersten und einem zweiten Umkehrpunkt der periodischen Bewegung angeordnet ist. An dieser Stelle ist die Relativgeschwindigkeit der Dichtung gegenüber der Laufbuchse am größten. Damit ist dort die Kühlung am wirkungsvollsten. Eine solche Anordnung ist einfacher als eine Kühlung über die komplette Laufbauchsenoberfläche und spart Kosten bei Teilen und Montageaufwand ein. Die Standzeitverlängerung wird daher mit geringem Aufwand erreicht.The previously mentioned developments are improved by the coolant midway between a first and a second reversal point the periodic movement is arranged. At this point is the Relative speed of the seal against the liner the biggest. So that's where the cooling is most effective. Such an arrangement is simpler than one Cooling over the entire barrel tuber surface and saves costs for parts and assembly costs. The life extension is therefore achieved with little effort.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert und die Vorteile vertieft werden. Es zeigen:Based of embodiments, the invention is intended to be closer explained and the benefits are deepened. Show it:

1: Schnitt durch eine Kolbenvakuumpumpe gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. 1 : Section through a piston vacuum pump according to a first embodiment.

2: Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß eines zweiten Ausführungsbeipiels. 2 : Section perpendicular to the piston axis through the cylinder arrangement of a piston vacuum pump according to a second Ausführungsbeipiels.

3: Schnitt entlang der Hubkolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. 3 : Section along the Hubkolbenachse through the cylinder assembly of a piston vacuum pump according to a third embodiment.

4: Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß einer Weiterbildung des dritten Ausführungsbeipiels. 4 : Section perpendicular to the piston axis through the cylinder arrangement of a piston vacuum pump according to an embodiment of the third Ausführungsbeipiels.

Eine Kolbenvakuumpumpe 1 mit einem Gehäuse 2 ist in 1 gezeigt. Das Gehäuse beherbergt eine in Wellenlagern 6 und 7 drehbar gelagerte Welle 4. Die Welle trägt Permanentmagnete 8, welche mit feststehenden Spulen 10 derart zusammenwirken, dass die Welle in Drehung versetzt wird. Spulen und Permanentmagnete bilden in diesem Sinne den Antrieb diese Kolbenvakuumpumpe. Die für die Drehung notwendige Bestromung der Spulen geschieht durch eine nicht gezeigte Steuerelektronik. Ein Ende der Welle ragt in den Kurbelraum 12. Mit diesem Ende der Welle ist eine Kurbelscheibe 14 verbunden, die einen Kurbelzapfen 16 trägt. Je nach Gestaltung des Gehäuseteils, der den Antrieb und die Lagerung umfasst, ist eine Wellendichtung 18 zum Kurbelraum notwendig, so dass dieser evakuiert werden kann.A piston vacuum pump 1 with a housing 2 is in 1 shown. The housing houses one in shaft bearings 6 and 7 rotatably mounted shaft 4 , The shaft carries permanent magnets 8th , which with fixed coils 10 cooperate such that the shaft is rotated. Coils and permanent magnets form in this sense the drive this piston vacuum pump. The necessary for the rotation energization of the coils is done by a control electronics, not shown. One end of the shaft protrudes into the crank chamber 12 , With this end of the shaft is a crank disk 14 connected to a crankpin 16 wearing. Depending on the design of the housing part, which includes the drive and the storage, is a shaft seal 18 necessary for the crankcase, so that it can be evacuated.

Mit dem Gehäuse ist ein Zylinder 20 gasdicht verbunden, welcher eine Laufbuchse 22 aufnimmt. Die Laufbuchse ist über einen Teil ihrer Längsachse mit einem Schrumpfsitz in die Bohrung des Zylinders eingepasst. In der Laufbuchse befindet sich ein Hubkolben 24, der über einen Pleuel 26 mit dem Kurbelzapfen verbunden ist. Durch diese Verbindung führt der Hubkolben eine periodische Bewegung aus. In dem in 1 gezeigten Beispiel bewirkt der Kurbeltrieb aus Welle, Kurbelscheibe und Kurbelzapfen eine reziprokierende Bewegung zwischen zwei Umkehrpunkten.The case is a cylinder 20 connected gas-tight, which is a liner 22 receives. The liner is fitted over a portion of its longitudinal axis with a shrink fit in the bore of the cylinder. In the bushing is a reciprocating piston 24 that has a connecting rod 26 connected to the crank pin. Through this connection, the reciprocating piston performs a periodic movement. In the in 1 As shown, the crankshaft drive, crankshaft pulley and crankpin causes reciprocating movement between two turning points.

Der erste Umkehrpunkt 27 liegt zwischen dem dem Kurbelraum zugewandten Ende der Laufbuchse und Gaseinlassbohrungen 28, die über den Umfang der Laufbuchse verteilt vorgesehen sind und eine Gasverbindung zum Einlasskanal 30 herstellen. Dieser Einlasskanal umgibt die Laufbuchse wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung und steht wiederum in Gasverbindung mit dem Pumpengaseinlass 32.The first reversal point 27 lies between the crankcase facing the end of the liner and gas inlet holes 28 , which are provided distributed over the circumference of the liner and a gas connection to the inlet duct 30 produce. This inlet channel surrounds the bushing at least in sections in the circumferential direction and in turn is in gas communication with the pump gas inlet 32 ,

Der zweite Umkehrpunkt 33 liegt nahe dem dem Kurbelraum abgewandten Ende der Laufbuchse. Er ist dabei so bemessen, dass der Hubkolben den Ventildeckel 34 berührt und vom Ende der Laufbuchse abhebt. Dieses Ende der Laufbuchse bildet den Ventilsitz auf dem der Ventildeckel in den anderen Phasen des Hubkolbenhubes sitzt. Der Ventildeckel ist mit einer Schicht 36 versehen, die eine Dämpfung der Berührung von Ventildeckel und Hubkolben und eine Abdichtung bewirkt. Der Ventildeckel ist durch eine Ventilfeder 38 in Richtung Laufbuchse vorgespannt. Befindet sich der Hubkolben in der Nähe des zweiten Umkehrpunktes, wird Gas aus dem Schöpfraum 40 in die Auslasskammer 42 ausgestoßen. Von dort gelangt es dann zum Pumpengasauslass 44, der zusammen mit der Auslasskammer, Ventildeckel und Ventilfeder in einem mit dem Zylinder gasdicht verbundenen Zylinderdeckel 46 angeordnet ist.The second reversal point 33 is located near the end of the crankcase facing away from the crankcase. He is so dimensioned that the reciprocating piston the valve cover 34 touched and lifted off the end of the bushing. This end of the bushing forms the valve seat on which the valve cover sits in the other phases of Hubkolbenhubes. The valve cover is with a layer 36 provided, which causes a damping of the contact of the valve cover and the reciprocating piston and a seal. The valve cover is by a valve spring 38 biased towards the bushing. If the reciprocating piston is near the second reversal point, gas will escape from the pump chamber 40 in the outlet chamber 42 pushed out. From there it then reaches the pump gas outlet 44 , which together with the outlet chamber, valve cover and valve spring in a gas-tight cylinder cover connected to the cylinder 46 is arranged.

Zwischen Laufbuchseninnwand und Hubkolben ist eine Dichtung 48 angeordnet. Diese dichtet den Spalt zwischen Laufbuchse und Hubkolben und damit den Schöpfraum gegen den Kurbelraum ab. Diese Dichtung ist durch die Reibung an der Laufbuchseninnenwand Verschleiß ausgesetzt.Between sleeve wall and piston is a seal 48 arranged. This seals the gap between bushing and piston and thus the suction chamber against the crank chamber. This seal is subject to wear due to friction on the inner liner wall.

Ein Wärmeleitkörper 50 steht in Wärme übertragendem Kontakt mit der Laufbuchse. Das Material dieses Wärmeleitkörpers weist eine höhere Wärmeleitzahl auf als das Material des die Laufbuchse aufnehmenden Zylinders. Typischerweise wird für den Zylinder eine Aluminiumlegierung verwendet. Als Material für den Wärmeleitkörper ist Kupfer geeignet. Andere Materialien mit noch höherer Wärmeleitzahl als Kupfer sind vorteilhaft verwendbar. Der Wärmeleitkörper bildet eine Wärmeverbindung zwischen Laufbuchse und dem Raum außerhalb des Zylinders. Er kann durch Konvektion der Umgebungsluft oder durch Wärmekontakt mit einem nicht gezeigten externen Kühlkreislauf gekühlt werden.A heat-conducting body 50 is in heat transfer contact with the liner. The material of this Wärmeleitkörpers has a higher thermal conductivity than the material of the bushing receiving cylinder. Typically, an aluminum alloy is used for the cylinder. As a material for the heat-conducting copper is suitable. Other materials with even higher thermal conductivity than copper can be used advantageously. The heat-conducting body forms a heat connection between the bushing and the space outside the cylinder. It can be cooled by convection of the ambient air or by thermal contact with an external cooling circuit, not shown.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Kolbenvakuumpumpe ist in 2 in einem Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch den Zylinder gezeigt. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Bereich des Zylinders geändert. Motor, Kurbeltrieb und Gehäuse entsprechen dem vorherigen Ausführungsbeispiel. Der Zylinder 220 umgibt die Laufbuchse 222. Im Zylinder ist ein Durchgangsloch 224 vorgesehen, welches die Oberfläche des Zylinders mit der Laufbuchse verbindet. In der Laufbuchse ist eine Bohrung 226 vorgesehen. Bohrung und Durchgangsloch nehmen ein Wärmerohr 230 teilweise auf. Das Wärmerohr weist am Verdampferende einen Verdampfer 232 und am Kondensatorende einen Kondensator 234 auf. Das Wärmerohr enthält ein Fluid, welches im Verdampfer von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergeht. Dabei nimmt es Wärme von der Laufbuchse auf. Im Innenteil 236 des Wärmerohres wird das verdampfte Fluid dem Kondensatorende zugeführt. Dort wechselt es unter Abgabe von Wärme in den flüssigen Zustand zurück und wird dann über das Außenteil des Wärmerohres wieder dem Verdampferende zugeführt. Während das Innenteil ein Hohlraum sein kann, wird für den Außenteil 238 eine porige Struktur verwendet, die mit Kapillarkräften die Fördung des Fluids bewirkt.A second embodiment of the piston vacuum pump is in 2 shown in a section perpendicular to the piston axis through the cylinder. Compared to the first embodiment, the area of the cylinder is changed. Engine, crank mechanism and housing correspond to the previous embodiment. The cylinder 220 surrounds the bushing 222 , In the cylinder is a through hole 224 provided, which connects the surface of the cylinder with the liner. There is a hole in the bushing 226 intended. Bore and through hole take a heat pipe 230 partly on. The heat pipe has an evaporator at the end of the evaporator 232 and at the end of the capacitor a capacitor 234 on. The heat pipe contains a fluid which changes from a liquid to a gaseous state in the evaporator. It absorbs heat from the liner. In the inner part 236 of the heat pipe, the vaporized fluid is supplied to the condenser end. There it returns to the liquid state with the release of heat and is then returned to the end of the evaporator via the outer part of the heat pipe. While the inner part may be a cavity, is used for the outer part 238 uses a porous structure, which causes the conveyance of the fluid with capillary forces.

Das Verdampferende ist in der Bohrung angeordnet und steht in Kontakt mit der Innenwand der Bohrung und damit mit der Laufbuchse. Der Kontakt entsteht beispielsweise durch eine möglichst enge Passung, so dass Wärme leicht übertragen werden kann. Die Wärmeübertragung kann durch Ausfüllen etwaig zwischen Verdampferende und Innenwand der Bohrung verbleibenden Leerräumen mit Wärmeleitpaste verbessert werden.The evaporator end is disposed in the bore and is in contact with the inner wall of the bore and thus with the liner. The contact arises, for example, by the closest possible fit, so that heat is easily transmitted can. The heat transfer can be improved by filling any gaps between the end of the evaporator and the inner wall of the bore with thermal grease.

Das Konsendatorende befindet sich außerhalb des Zylinders und steht mit einem Kühlkörper 240 derart in Kontakt, dass dieser die Wärme vom Kondensatorende aufnimmt und an die Umgebung abstrahlt. Sollte eine Konvektionskühlung des Kühlkörpers nicht ausreichen, die Temperatur der Laubuchse in gewünschtem Maße abzusenken, wird das Kondensatorende oder der Kühlkörper zwangsgekühlt. Dies gelingt mit einem Lüfter oder durch Verbinden mit Kühlmitteln, beispielsweise mit dem Wärmetauscher eines Kühlwasserkreislaufs.The Konsendatorende is located outside the cylinder and stands with a heat sink 240 in contact so that it absorbs the heat from the capacitor end and radiates to the environment. If a convection cooling of the heat sink is not sufficient to lower the temperature of the leaf bushing to the desired extent, the condenser end or the heat sink is forcibly cooled. This is possible with a fan or by connecting with coolants, for example with the heat exchanger of a cooling water circuit.

Vorteilhaft sind Verdampferende und Kondensatorende derart gegenüber der Schwerkraftrichtung 260 orientiert, dass das Kondensatorende höher als das Verdampferende liegt.Advantageously, the end of the evaporator and the end of the condenser are so opposite to the direction of gravity 260 oriented that the condenser end is higher than the end of the evaporator.

Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in 3 gezeigt. Gegenüber den anderen Ausführungsbeispielen ist der Bereich des Zylinders geändert. Motor, Kurbeltrieb und Gehäuse entsprechen den vorherigen Ausführungsbeispielen. In dieser Figur ist die Zylinderanordnung in einem Schnitt entlang der Zylinderachse dargestellt. Der Kolben 324 bewegt sich innerhalb der vom Zylinder 320 aufgenommenen Laufbuchse 322 zwischen dem ersten Umkehrpunkt 327 und dem zweiten Umkehrpunkt 333.A third embodiment is in 3 shown. Compared to the other embodiments, the area of the cylinder is changed. Engine, crank mechanism and housing correspond to the previous embodiments. In this figure, the cylinder arrangement is shown in a section along the cylinder axis. The piston 324 moves inside of the cylinder 320 recorded bushing 322 between the first reversal point 327 and the second turning point 333 ,

Im ersten Umkehrpunkt gibt er die Einlassbohrung 328 frei, durch die Gas aus dem mit dem zu evakuierenden Gefäß oder einer weiteren Pumpstufe verbundenen Einlasskanal 330 in den Schöpfraum 340 gelangt. Der Einlasskanal bildet einen ringförmigen Raum, der die Laufbuchse umgibt.In the first turning point he gives the inlet bore 328 free, by the gas from the associated with the vessel to be evacuated or another pumping inlet channel 330 in the scoop space 340 arrives. The inlet channel forms an annular space surrounding the bushing.

Am zweiten Umkehrpunkt hebt der Kolben den mit der Ventilschicht 336 versehenen Ventildeckel 334 gegen die Federkraft der Ventilfeder 338 vom Ventilsitz ab, so dass das verdichtete Gas aus dem Schöpfraum ausgestoßen wird. Die Ventilanordnung ist im Zylinderdeckel 346 angeordnet. Zwischen Kolben und Laufbuchse dichtet die Dichtung 348 ab, so dass kein Gas dem Schöpfraum über den Spalt zwischen Kolben und Laufbuchse entweichen kann. Um den Verschleiß der Dichtung herabzusetzen, weist die Laufbuchse auf der mit der Dichtung in Berührung kommenden Seite eine Laufbuchsenbeschichtung 323 auf.At the second reversal point, the piston lifts the valve layer 336 provided valve cover 334 against the spring force of the valve spring 338 from the valve seat, so that the compressed gas is expelled from the pump chamber. The valve assembly is in the cylinder cover 346 arranged. The seal seals between piston and bushing 348 so that no gas can escape the pump chamber via the gap between the piston and liner. To reduce wear on the seal, the bushing has a bushing coating on the side in contact with the seal 323 on.

Etwa auf halber Höhe zwischen den Umkehrpunkten umgibt ein ringförmiger Kühlmittelkanal 350 die Laufbuchse. In diesem Bereich ist die Kolbengeschwindigkeit am größten, soweit ein Kurbeltrieb nach dem ersten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommt. In dem Kühlmittelkanal zirkuliert ein Fluid, welches Wärme von der Laufbuchse aufnimmt, beispielsweise Kühlwasser, welches eine Temperatur in Höhe der oder unterhalb der Raumtemperatur besitzt. Damit die Wärmeübergabe bestmöglich stattfindet, gelangt das Fluid direkt in Kontakt mit der Außenwand der Laufbuchse. Das Kühlungsmittel umfasst also einen Kühlmittelkanal 350, der derart in einem die Laufbuchse aufnehmendem Zylinder angeordnet ist, dass die Laufbuchse die ihr zugewandte Begrenzungsfläche des Kanals begrenzt. Um Austreten von Fluid in den Einlasskanal zu verhindern, ist zwischen Kühlmittelkanal 350 und Einlasskanal 330 eine Dichtung 352 angeordnet. Eine weitere Dichtung 360 dichtet den Spalt zwischen Laufbuchse und Zylinder und damit den Kühlmittelkanal gegen die Auslasskammer 342 an.Approximately halfway between the reversal points surrounds an annular coolant channel 350 the bushing. In this area, the piston speed is greatest, as far as a crank mechanism according to the first embodiment is used. In the coolant channel circulates a fluid which receives heat from the liner, for example, cooling water, which has a temperature equal to or below the room temperature. So that the heat transfer takes place in the best possible way, the fluid comes directly into contact with the outer wall of the liner. The coolant thus comprises a coolant channel 350 disposed in a cylinder receiving the bushing so that the bushing defines the boundary surface of the channel facing the bushing. To prevent leakage of fluid into the inlet channel is between the coolant channel 350 and inlet channel 330 a seal 352 arranged. Another seal 360 seals the gap between bushing and cylinder and thus the coolant channel against the outlet chamber 342 at.

Das Fluid wird über einen Kühlmittelzulauf 354 in den Kühlmittelkanal eingespeist und dann an den Kühlmittelablauf 356 abgegeben. Kühlmittelzulauf und -ablauf sind in einer einfachen Ausführung Teil einer Kühlwasserinstallation. In einer Weiterbildung ist das Kühlmittel von Kühlmittelzulauf und Kühlmittelablauf getrennt und gibt die Wärme über einen Wärmetauscher an diese ab. Zwischen Wärmetauscher und Kühlmittel ist dann zusätzlich eine Umwälzpumpe vorgesehen.The fluid is supplied via a coolant inlet 354 fed into the coolant channel and then to the coolant outlet 356 issued. Coolant inlet and outlet are part of a cooling water installation in a simple design. In a further development, the coolant is separated from the coolant inlet and the coolant outlet and transfers the heat to the latter via a heat exchanger. Between heat exchanger and coolant then a circulation pump is additionally provided.

Die in 4 gezeigte Weiterbildung des dritten Ausführungsbeispiels bezieht sich auf die Gestaltung der zwischen Einlasskanal 430 und Kühlmittelkanal 450 vorgesehenen Dichtung. Diese weist eine Kühlmitteldichtung 452 auf, welche dem Kühlmittelkanal benachbart ist und den Spalt zwischen Laufbuchse 422 und Zylinder 420 abdichtet. Eine Zusatzdichtung 453 ist zwischen Kühlmitteldichtung und Einlasskanal vorgesehen. Zwischen Kühlmitteldichtung und Zusatzdichtung befindet sich ein Ringkanal 451, der die Laufbuchse umgibt. Eine Ringkanalverbindung 458 verbindet den Ringkanal mit dem Kurbelraum 412. In diesem herrscht in Kolbenvakuumpumpen Unterdruck, so dass durch die Ringkanalverbindung der Ringkanal ebenfalls auf Unterdruck gebracht wird. Hierdurch wird vermieden, dass durch die Kühlmitteldichtung hindurch tretendes Kühlmittel in den Einlasskanal 430 gelangt. Gleichzeitig wird die Beanspruchung von Kühlmitteldichtung und Zusatzdichtung verringert, da der Druckabfall über jede der Dichtungen herabgesetzt ist. Weiterhin ist eine Dichtung 460 derart angeordnet, dass Kühlmittelkanal 450 und Auslass 442 gegeneinander abgedichtet sind.In the 4 shown embodiment of the third embodiment relates to the design of the inlet channel between 430 and coolant channel 450 provided seal. This has a coolant seal 452 which is adjacent to the coolant channel and the gap between liner 422 and cylinders 420 seals. An additional seal 453 is provided between the coolant seal and the inlet channel. Between coolant seal and additional seal there is a ring channel 451 that surrounds the bushing. An annular channel connection 458 connects the ring channel with the crank space 412 , In this vacuum prevails in piston vacuum pumps, so that is brought by the annular channel connection of the annular channel also to negative pressure. This avoids that coolant passing through the coolant seal into the inlet channel 430 arrives. At the same time, the stress on the coolant seal and the additional seal is reduced since the pressure drop across each of the seals is reduced. Furthermore, a seal 460 arranged such that coolant channel 450 and outlet 442 sealed against each other.

Für alle der gezeigten Beispiele hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Kühlungsmittel in Bezug zur Längsachse der Laufbuchse kürzer als den Abstand der Umkehrpunkte zu gestalten. Dies erlaubt eine einfache, kostengünstige Konstruktion und sorgt trotzdem für ausreichende Kühlung. Die Ausdehnung des Kühlmittels beträgt zwischen einem Fünftel und der Hälfte des Abstandes zwischen den Umkehrpunkten.For all of the examples shown, it has proven to be advantageous to design the coolant with respect to the longitudinal axis of the bushing shorter than the distance of the reversal points. This allows a simple, inexpensive construction and still provides sufficient cooling. The expansion of the coolant is between one fifth and half the distance between the reversal points.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006012532 A [0003] DE 102006012532 A [0003]

Claims

Kolbenvakuumpumpe (1) mit einer Laufbuchse (22; 222; 322; 422), einem in der Laufbuchse beweglich angeordneten Hubkolben (24; 224; 324; 424), einer an dem Hubkolben angeordneten Dichtung (48) zum Abdichten der Raumes zwischen Hubkolben und Laufbuchse und einem Antrieb, welcher eine periodische Bewegung des Hubkolbens bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlungsmittel (50; 230; 350; 450) mit der Laufbuchse in Wärme übertragenden Kontakt steht.Piston vacuum pump ( 1 ) with a bushing ( 22 ; 222 ; 322 ; 422 ), in the bushing movably arranged piston ( 24 ; 224 ; 324 ; 424 ), a seal arranged on the reciprocating piston ( 48 ) for sealing the space between the reciprocating piston and bushing and a drive which causes a periodic movement of the reciprocating piston, characterized in that a cooling means ( 50 ; 230 ; 350 ; 450 ) is in contact with the liner in heat transfer contact.

Kolbenvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsmittel einen Wärmeleitkörper (50) umfasst, welcher eine höhere Wärmeleitzahl als ein die Laufbuchse (22) aufnehmender Zylinder (20) aufweist.Piston vacuum pump according to claim 1, characterized in that the cooling means comprises a heat-conducting body ( 50 ), which has a higher thermal conductivity than a liner ( 22 ) receiving cylinder ( 20 ) having.

Kolbenvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsmittel (230) einen geschlossenen, einen Verdampfer (232) und einen Kondensator (234) aufweisenden Kreislauf umfasst und der Verdampfer mit der Laufbuchse in Kontakt steht.Piston vacuum pump according to claim 1, characterized in that the cooling means ( 230 ) a closed, an evaporator ( 232 ) and a capacitor ( 234 ) and the evaporator is in contact with the liner.

Kolbenvakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse eine tangentiale Bohrung (226) aufweist, in welcher der Verdampfer (232) angeordnet ist.Piston vacuum pump according to claim 3, characterized in that the bushing a tangential bore ( 226 ), in which the evaporator ( 232 ) is arranged.

Kolbenvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsmittel einen Kühlmittelkanal (350) umfasst, der derart in einem die Laufbuchse (322) aufnehmendem Zylinder (320) angeordnet ist, dass die Laufbuchse die ihr zugewandte Begrenzungsfläche des Kanals begrenzt.Piston vacuum pump according to claim 1, characterized in that the coolant means a coolant channel ( 350 ) in such a manner in a bushing ( 322 ) receiving cylinder ( 320 ) is arranged, that the liner limits its facing boundary surface of the channel.

Kolbenvakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsmittel (50; 230; 350; 450) auf halbem Weg zwischen einem ersten (27; 327) und einem zweiten Umkehrpunkt (33; 333) der periodischen Bewegung angeordnet ist.Piston vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant ( 50 ; 230 ; 350 ; 450 ) halfway between a first ( 27 ; 327 ) and a second reversal point ( 33 ; 333 ) is arranged the periodic movement.