EP2196671A2 - Kolbenvakuumpumpe - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a piston vacuum pump according to the preamble of the first claim.
- Reciprocating vacuum pumps for generating coarse and fine vacuums are known in the prior art.
- a dry runner i. without lubricants and sealants in the area of the pump chamber
- They are successful on the market due to their properties, for example their high suction capacity for light gases.
- the reciprocating piston of such a piston vacuum pump performs a reciprocating motion in a bushing.
- a gasket contacting this bushing seals the gap between the piston and the bush. This seal is subject to wear, which is increased by the freedom of lubricant.
- the coolant which is in heat transferring contact with the bushing, absorbs heat from the bushing. This heat is created by the Friction of the seal on the liner wall. The removal of heat leads to a cooling of the bushing and the seal. As a result, the service life of the seal is significantly extended. At the same time, the service intervals of the piston vacuum pump are extended.
- the coolant comprises a heat-conducting body which has a higher thermal conductivity than a cylinder accommodating the bushing.
- the coolant comprises a closed, an evaporator and a condenser circuit in which the evaporator is in contact with the liner.
- a condenser circuit in which the evaporator is in contact with the liner.
- the aforementioned development can be structurally particularly simple in that the bushing has a tangential bore in which the evaporator is arranged. This allows easy manufacture of the parts and easy assembly. The evaporator receives a very good thermal contact with the liner, so that a good heat dissipation and the life of the seal is significantly increased.
- the coolant comprises a coolant channel, which is arranged in such a cylinder receiving the bushing, that the bushing the limiting surface facing it limited to the channel.
- a heat receiving fluid such as cooling water. Due to the claimed design, the fluid comes into direct contact with the liner, so that an excellent heat transfer is ensured. This results in a very good life extension.
- a piston vacuum pump 1 with a housing 2 is in Fig. 1 shown.
- the housing houses a shaft 4 rotatably mounted in shaft bearings 6 and 7.
- the shaft carries permanent magnets 8 which cooperate with stationary coils 10 in such a way 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. Connected to this end of the shaft is a crank disk 14, which carries a crank pin 16.
- a shaft seal 18 to the crankcase is necessary so that it can be evacuated.
- a cylinder 20 With the housing, a cylinder 20 is connected gas-tight, which receives a bush 22.
- the liner is fitted over a portion of its longitudinal axis with a shrink fit in the bore of the cylinder.
- a reciprocating piston 24 In the bushing is a reciprocating piston 24 which is connected via a connecting rod 26 with the crank pin. Through this connection, the reciprocating piston performs a periodic movement.
- the crankshaft drive, crankshaft pulley and crankpin causes reciprocating movement between two turning points.
- the first turning point 27 is located between the end of the crankcase facing the crank chamber and gas inlet holes 28 which are provided distributed over the circumference of the bushing and establish a gas connection to the inlet channel 30.
- 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.
- the second turning point 33 is located near the end of the bushing facing away from the crank space. It is so dimensioned that the piston contacts the valve cover 34 and lifts off from 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 provided with a layer 36 which causes a damping of the contact of the valve cover and the piston and a seal.
- the valve cover is biased by a valve spring 38 in the direction of bushing.
- a seal 48 is arranged between sleeve wall and reciprocating piston. 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.
- a heat conducting body 50 is in heat transferring contact with the bushing.
- the material of this has a higher thermal conductivity than the material of the bushing receiving cylinder.
- 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.
- a second embodiment of the piston vacuum pump is in Fig.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 bush 222.
- a through hole 224 is provided, which connects the surface of the cylinder with the bushing.
- a bore 226 is provided in the bushing. Bore and through hole partially receive a heat pipe 230.
- the heat pipe has an evaporator 232 at the end of the evaporator and a condenser 234 at the end of the condenser.
- the heat pipe contains a fluid which changes from a liquid to a gaseous state in the evaporator. It absorbs heat from the liner.
- 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.
- the inner part may be a cavity, a porous structure is used for the outer part 238, which causes the conveyance of the fluid with capillary forces.
- 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 a close fit as possible, so that heat can be easily transferred.
- 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.
- the Konsendatorende is located outside the cylinder and is in contact with a heat sink 240 in such a way that it absorbs the heat from the condenser end and radiates to the environment. If a convection cooling of the heat sink is not sufficient, the temperature of the leaf bushing to the desired extent to lower, 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.
- the end of the evaporator and the end of the condenser are oriented with respect to the direction of gravity 260 in such a way that the end of the condenser is higher than the end of the evaporator.
- a third embodiment is in Fig. 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 within the bushing 322 received by the cylinder 320 between the first turning point 327 and the second turning point 333.
- the inlet bore 328 through which gas passes from the inlet channel 330 connected to the vessel to be evacuated or another pumping stage into the suction chamber 340.
- the inlet channel forms an annular space surrounding the bushing.
- the piston lifts the valve cover 334 provided with the valve layer 336 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 arrangement is arranged in the cylinder cover 346. Between the piston and liner seals the seal 348, so that no gas can escape the pump chamber via the gap between the piston and sleeve.
- the bushing has a bushing coating 323 on the side in contact with the seal.
- an annular coolant passage 350 surrounds the bushing. In this area, the piston speed is greatest, as far as a crank mechanism according to the first embodiment is used.
- 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, which is arranged in such a cylinder receiving the bush that the bushing limits the boundary surface of the channel facing it.
- a seal 352 is arranged between coolant channel 350 and inlet channel 330. Another seal 360 seals the gap between the bushing and the cylinder and thus the coolant channel against the outlet chamber 342.
- the fluid is fed via a coolant inlet 354 into the coolant channel and then discharged to the coolant outlet 356.
- Coolant inlet and outlet are part of a cooling water installation in a simple design.
- 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.
- Fig. 4 shown embodiment of the third embodiment relates to the design of the provided between the inlet channel 430 and coolant passage 450 seal.
- This has a coolant seal 452 which is adjacent to the coolant channel and seals the gap between liner 422 and cylinder 420.
- An additional seal 453 is provided between the coolant seal and the inlet channel.
- An annular channel connection 458 connects the annular channel with the crank chamber 412. In this negative pressure prevails in piston vacuum pumps, so that the ring channel is likewise brought to negative pressure by the annular channel connection. This avoids that coolant passing through the coolant seal passes into the inlet channel 430.
- the stress on the coolant seal and the additional seal is reduced since the pressure drop across each of the seals is reduced.
- a seal 460 is arranged such that the coolant channel 450 and the outlet 442 are sealed against each other.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kolbenvakuumpumpe nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
- 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.
- 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. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenvakuumpumpe zu schaffen, in der mit einfachen Mitteln die Standzeit der Dichtung verlängert wird.
- 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.
- 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.
- 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 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert und die Vorteile vertieft werden. Es zeigen:
- Fig. 1:
- Schnitt durch eine Kolbenvakuumpumpe gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.
- Fig. 2:
- Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß eines zweiten Ausführungsbeipiels.
- Fig. 3:
- Schnitt entlang der Hubkolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels.
- Fig. 4:
- Schnitt senkrecht zur Kolbenachse durch die Zylinderanordnung einer Kolbenvakuumpumpe gemäß einer Weiterbildung des dritten Ausführungsbeipiels.
- Eine Kolbenvakuumpumpe 1 mit einem Gehäuse 2 ist in
Fig. 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. - 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
Fig. 1 gezeigten Beispiel bewirkt der Kurbeltrieb aus Welle, Kurbelscheibe und Kurbelzapfen eine reziprokierende Bewegung zwischen zwei Umkehrpunkten. - 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Ein zweites Ausführungsbeispiel der Kolbenvakuumpumpe ist in
Fig.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. - 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.
- 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.
- Vorteilhaft sind Verdampferende und Kondensatorende derart gegenüber der Schwerkraftrichtung 260 orientiert, dass das Kondensatorende höher als das Verdampferende liegt.
- Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in
Fig. 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. - 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Die in
Fig. 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. - 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.
Claims (6)
- 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.
- 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.
- 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.
- Kolbenvakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse eine tangentiale Bohrung (226) aufweist, in welcher der Verdampfer (232) angeordnet ist.
- 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.
- 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.
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