EP2927501A1 - Method and system for determining and evaluating the installation orientation of a device - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung, insbesondere einer Vorrichtung, wie einer Pumpe oder Vakuumpumpe, oder eines der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienenden Gerätes, wird die aktuelle Einbauorientierung der Einrichtung durch wenigstens einen der Einrichtung zugeordneten Lagedetektor erfasst und mittels einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit überprüft, ob die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, sowie gegebenenfalls ermittelt, unter welchen Bedingungen die Einrichtung betreibbar ist. Es wird auch ein entsprechendes System zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

In a method for determining and evaluating the installation orientation of a device, in particular a device such as a pump or vacuum pump, or of the control, regulation and / or switching certain properties and / or functions of a device serving device, the current installation orientation of the device is through detects at least one of the device associated position detector and checked by means of a control and / or evaluation, whether the device may be operated in the detected position orientation, and optionally determines under which conditions the device is operable. There is also provided a corresponding system for carrying out the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung, insbesondere einer Vorrichtung, wie einer Pumpe oder Vakuumpumpe, oder eines der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienenden Gerätes.The present invention relates to a method and a system for determining and evaluating the installation orientation of a device, in particular a device, such as a pump or vacuum pump, or of the control, regulation and / or switching certain characteristics and / or functions of a device serving device.

Bei einer Vielzahl von Einrichtungen der eingangs genannten Art muss für einen optimalen Betrieb deren Raumlage bzw. Ausrichtung beachtet werden. Dies trifft unter anderem auf bestimmte Pumpen, insbesondere Vakuumpumpen, zu.In a variety of facilities of the type mentioned must be considered for optimum operation their spatial position or orientation. This applies, inter alia, to certain pumps, in particular vacuum pumps.

Eine solche Pumpe kann insbesondere eine um eine Rotorachse drehbare Rotorwelle sowie eine Förderpumpe zur Förderung eines Betriebsmittels, insbesondere eines Schmiermittels, umfassen, mit dem ein der drehbaren Unterstützung der Rotorwelle dienendes Drehlager versorgt wird. Eine Pumpe dieser Art wird in der Regel zum Auspumpen bzw. Evakuieren eines Rezipienten eingesetzt. Dazu weist die Pumpe einen Flansch auf, über den sie an den Rezipienten angeschlossen wird. Dabei ist bei bestimmten Pumpen jedoch zu beachten, dass diese nicht in jeder Lage an den Rezipienten angeschlossen und in Betrieb genommen werden können. Es existieren beispielsweise auch Pumpen, die nur mit einem im Wesentlichen nach oben ausgerichteten Flansch betrieben werden können. Werden diese Pumpen mit nach unten weisendem Flansch bzw. über Kopf an einen Rezipienten angeschlossen und in Betrieb genommen, so kann das Betriebsmittel nicht zwischen der Förderpumpe und dem Drehlager zirkulieren, da das von der Schwerkraft vom Drehlager zur Förderpumpe zurückgeförderte Betriebsmittel bei auf dem Kopf stehender Pumpe nicht zurück zur Förderpumpe strömen kann. Demzufolge könnte die Pumpe bei einem Betrieb über Kopf beschädigt werden.Such a pump may in particular comprise a rotor shaft which is rotatable about a rotor axis and a delivery pump for conveying an operating means, in particular a lubricant, with which a rotary bearing serving for the rotatable support of the rotor shaft is supplied. A pump of this type is usually used for pumping or evacuating a recipient. For this purpose, the pump has a flange, via which it is connected to the recipient. However, it should be noted with certain pumps that these can not be connected to the recipient in every position and put into operation. For example, there are also pumps that can only be operated with a substantially upwardly oriented flange. If these pumps with downwardly pointing flange or upside down connected to a recipient and put into operation, so the equipment can not circulate between the feed pump and the pivot bearing, as fed back by gravity from the pivot bearing to the feed pump resources on the Head pump can not flow back to the feed pump. As a result, the pump could be damaged in overhead operation.

Dagegen müssen andere Pumpen mit nach unten gerichtetem Flansch bzw. auf dem Kopf stehend an einen Rezipienten angeschlossen werden, sofern das Betriebsmittel nur in dieser Lage von der Schwerkraft vom Drehlager zur Förderpumpe zurückgefördert werden kann.In contrast, other pumps must be connected with downwardly directed flange or upside down to a recipient, provided that the equipment can be conveyed back to the feed pump only in this position of gravity from the pivot bearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen auch bei unterschiedlichen Einbauorientierungen der Einrichtung stets ein optimaler Betrieb gewährleistet bzw. sichergestellt wird, dass die Einrichtung nicht in unzulässiger Weise in Betrieb genommen wird.The invention has for its object to provide a method and a system of the type mentioned, with which even with different installation orientations of the device always ensures optimum operation and ensures that the device is not taken in improper manner in operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a system having the features of claim 7. Preferred embodiments of the method according to the invention and preferred embodiments of the system according to the invention are specified in the subclaims.

Bei der Einrichtung kann es sich um eine Vorrichtung oder um ein Gerät für eine Vorrichtung handeln. Die Vorrichtung kann z.B. eine Vakuumpumpe sein. Beispielsweise kann es sich um eine schmiermittelbehaftete Turbomolekularpumpe, ein- oder mehrstufige Wälzkolben-, Drehkolben-, Schrauben- oder Seitenkanalpumpe handeln. Das Gerät kann beispielsweise eine Schmiermittelpumpe einer Vakuumpumpe sein. Bei dem Gerät kann es sich auch um ein Vakuumgerät handeln wie z.B. ein Druckmessgerät, Vakuummessgerät, Gasanalysegerät oder Lecksuchgerät.The device may be a device or a device for a device. The device may be, for example, a vacuum pump. For example, it may be a lubricant-laden turbomolecular pump, one-stage or multi-stage Roots piston, rotary piston, screw or side channel pump. The device may be, for example, a lubricant pump of a vacuum pump. The device may also be a vacuum device such as a pressure gauge, vacuum gauge, gas analyzer or leak detector.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die aktuelle Einbauorientierung der Einrichtung durch wenigstens einen der Einrichtung zugeordneten Lagedetektor erfasst und wird mittels einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit überprüft, ob die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf. Gegebenenfalls, aber nicht zwingend, kann zusätzlich ermittelt werden, unter welchen Bedingungen die Einrichtung betreibbar ist.In accordance with the method according to the invention, the current installation orientation of the device is detected by at least one position detector associated with the device and is checked by means of a control and / or evaluation unit as to whether the device may be operated in the detected positional orientation. If necessary, but not necessarily, it can additionally be determined under which conditions the device can be operated.

Ein Lagedetektor ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine grundsätzlich beliebig ausgebildete und angeordnete Einrichtung, die zur Erfassung oder Ermittlung zumindest eines Parameters in der Lage ist, der oder dessen Wert von der Orientierung der zugeordneten Einrichtung im Raum abhängig ist, d.h. der sich bei einer Änderung der Orientierung ebenfalls ändert. Bei dem Lagedetektor kann es sich z.B. um einen vergleichsweise kompakten, beispielsweise in Form eines Bauteils vorliegenden Sensor handeln, aber auch um eine nicht zwingend räumlich konzentrierte oder körperliche Einrichtung wie z.B. ein Auswerteprogramm, das beispielsweise ohnehin erfasste Stromwerte auswerten und daraufhin untersuchen kann, ob die Strommesswerte von der Orientierung abhängige Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann der Lagedetektor als ein Beschleunigungssensor ausgebildet oder dazu in der Lage sein, einen erhöhten Ruhestrom in einem aktiv geregelten magnetischen Lager (Magnetlager) zu erkennen.A position detector is, in the context of the present disclosure, a device of basically arbitrary design and arrangement capable of detecting or determining at least one parameter whose value depends on the orientation of the associated device in space, i. which also changes when the orientation changes. The position detector may be e.g. be a comparatively compact, for example in the form of a component present sensor, but also a not necessarily spatially concentrated or physical device such. an evaluation program that can evaluate, for example, already detected current values and then investigate whether the current measurements have orientation-dependent properties. For example, the position detector may be designed as an acceleration sensor or may be capable of detecting an increased quiescent current in an actively controlled magnetic bearing (magnetic bearing).

Durch die Erfindung ist sichergestellt, dass bei solchen Einbauorientierungen der Einrichtung, bei denen ein zuverlässiger Betrieb nicht möglich ist, die Einrichtung nicht in unzulässiger Weise in Betrieb genommen wird. Zudem ist in den Fällen, in denen angesichts der jeweiligen Einbauorientierung grundsätzlich eine Inbetriebnahme möglich ist, gewährleistet, dass die Einrichtung unter den jeweils optimalen Bedingungen in Betrieb genommen werden kann.By the invention it is ensured that in such installation orientations of the device in which a reliable operation is not possible, the device is not put into operation in an inadmissible manner. In addition, in cases in which commissioning is possible in principle, given the particular installation orientation, it is ensured that the device can be put into operation under the respectively optimum conditions.

Bevorzugt wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung nicht betrieben werden darf, eine Fehlermeldung erzeugt. Eine solche Fehlermeldung kann insbesondere akustisch und/oder optisch und/oder per elektronischer Datenweitergabe, z.B. in Form eines Fehlertelegramms, generiert werden.The control and / or evaluation unit preferably determines that the device was not operated in the detected positional orientation in the case may generate an error message. Such an error message can in particular be generated acoustically and / or optically and / or by electronic data transmission, eg in the form of an error telegram.

Mit einer solchen Fehlermeldung wird dem Bedienungspersonal signalisiert, dass die Einrichtung eine unzulässige Einbauorientierung einnimmt, woraufhin die Einrichtung korrekt ausgerichtet werden kann.With such an error message to the operator is signaled that the device occupies an improper installation orientation, whereupon the device can be aligned correctly.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, außer der Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung betreibbar ist, auch ermittelt wird, ob der Betrieb der Einrichtung in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einem normalen und entsprechend unkritischen Betrieb entspricht oder einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt.In particular, it is also advantageous if, by means of the control and / or evaluation unit, it has also been determined in the event that it has been determined that the device may be operated in the detected positional orientation, besides determining the conditions under which the device can be operated whether the operation of the device in the recorded position orientation and under the relevant conditions corresponds to a normal and correspondingly uncritical operation or represents a particularly critical limit case.

Die Einrichtung kann hierbei zwar in beiden Fällen jeweils in Betrieb genommen werden. In dem genannten kritischen Grenzfall muss jedoch z.B. umgehend dafür gesorgt werden, dass wieder optimale Bedingungen bzw. eine optimale Lageorientierung der Einrichtung herbeigeführt wird.Although the device can be put into operation in both cases. In the mentioned critical limiting case, however, e.g. be promptly ensured that optimal conditions or optimal location orientation of the device is brought about again.

Dabei kann mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass der Betrieb der Einrichtung in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt, vorteilhafterweise eine insbesondere qualifizierte Warnmeldung erzeugt werden.In this case, by means of the control and / or evaluation unit in the event that it has been determined that the operation of the device in the detected position orientation and under the relevant conditions represents a particular critical limit case, advantageously a particular qualified warning message can be generated.

Indem dem Bedienungspersonal auch ein solcher kritischer Grenzfall signalisiert und gegebenenfalls spezifiziert wird, kann das Personal auch umgehend für entsprechende Abhilfe sorgen.By signaling the operator also such a critical limit case and possibly specified, the staff can also promptly provide for appropriate remedy.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung betreibbar ist, die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Leistungsbegrenzung für die Einrichtung, die Ermittlung eines von der erfassten Lageorientierung abhängigen Ruhestroms für wenigstens ein Magnetlager der Einrichtung, und/oder die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Kühlung wenigstens eines Bereichs der Einrichtung umfasst.A further preferred embodiment of the inventive method is characterized in that the determination of the conditions under which the device is operable, the determination of a dependent of the detected positional orientation power limitation for the device, the determination of a dependent of the detected positional biasing current for at least one Magnetic bearing of the device, and / or the determination of a dependent of the detected position orientation cooling of at least a portion of the device comprises.

Damit kann z.B. unter anderem dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in unterschiedlichen Lagen ein jeweils unterschiedlicher Ruhestrom in den betreffenden Lagern erforderlich ist, um beispielsweise eine Rotormasse zu tragen. Dabei kann es insbesondere auch sinnvoll sein, je nach Orientierung der Einrichtung eine unterschiedliche thermische Kennlinie heranzuziehen, da die Ruheströme bzw. Gleichstromanteile die verlustbehafteten Lager erwärmen und dementsprechend je nach Ausrichtung, Lage und/oder Orientierung der Einrichtung die Wärmeeinbringung in das Gesamtsystem unter anderem durch unterschiedliche Wirkungsgrade der Lagertypen sowohl verschieden verteilt als auch absolut unterschiedlich sein kann.Thus, e.g. be taken into account, inter alia, the fact that in different situations a different quiescent current in the respective camps is required to carry, for example, a rotor mass. It may also be useful in particular, depending on the orientation of the device to use a different thermal characteristics, since the quiescent currents or DC components heat the lossy bearings and accordingly depending on the orientation, location and / or orientation of the device, the heat input into the overall system, inter alia different efficiencies of the types of storage can be distributed differently as well as completely different.

Zudem kann insbesondere auch dem Umstand Rechnung getragen werden, dass sich bei unterschiedlichen Einbauorientierungen der Einrichtung deren Kühlung unterschiedlich bewerkstelligen lässt. Beispielsweise kann eine Pumpe bei gegebenen Temperaturgrenzen bei unterschiedlichen Einbauorientierungen unterschiedlich große Mengen von Gas pumpen, bis sie im Bereich von Warnschwellen oder Fehlergrenzen beginnt, die Drehzahl bzw. Leistung abzuregeln.In addition, the fact may be taken into account, in particular, that with different installation orientations of the device, its cooling can be accomplished differently. For example, at given temperature limits, a pump may pump different amounts of gas at different mounting orientations until it begins to regulate the speed or power in the range of warning thresholds or error limits.

Insbesondere bei sogenannten doppelflutigen Schmiermittelpumpen, die beispielsweise einer Vakuumpumpe zugeordnet sein können, ist eine All-Lagen-Fähigkeit der Anordnung in der Regel nur relativ schwer zu erreichen. Schmiermittelpumpen werden häufig je nach Anwendungsfall um 180° gedreht montiert, wohingegen die entsprechenden Förderkanäle an der Vakuumpumpe für beide Montagearten vorhanden sind. Dabei werden die nicht genutzten Förderkanäle durch Dichtungen verschlossen.In particular, in the case of so-called double-flow lubricant pumps, which may for example be associated with a vacuum pump, is an all-layer capability the arrangement usually relatively difficult to achieve. Lubricant pumps are often mounted rotated by 180 ° depending on the application, whereas the corresponding delivery channels on the vacuum pump for both types of installation are available. The unused conveyor channels are closed by seals.

Mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens z.B. auf eine solche Pumpe kann also die Sicherheit erhöht werden, dass das Bedienungspersonal die Vakuum- bzw. Turbomolekularpumpe richtig herum betreibt bzw. die Schmiermittelpumpe nach einem Service wieder richtig herum montiert wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Lagedetektor in der Schmiermittelpumpe angeordnet ist. Der Lagedetektor wird dann richtig zur Einbaulage mitgedreht, so dass auch eine Veränderung der vorgeschriebenen Pumpen-Orientierung im Feld möglich ist, ohne die Parametrierung oder Einstellung ändern zu müssen.With the application of the method according to the invention e.g. On such a pump, therefore, the security can be increased that the operator operates the vacuum or turbomolecular pump in the right direction and / or the lubricant pump is mounted correctly after a service again. It is advantageous if the position detector is arranged in the lubricant pump. The position detector is then rotated correctly to the installation position so that it is also possible to change the prescribed pump orientation in the field without having to change the parameterization or setting.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aktuelle Einbauorientierung der Einrichtung durch wenigstens einen der Einrichtung zugeordneten schaltenden Sensor, insbesondere Flüssigkeitslageschalter, oder wenigstens einen Beschleunigungssensor, insbesondere einen mikro-elektro-mechanischen Beschleunigungssensor, erfasst.According to a further expedient practical embodiment of the method according to the invention, the current installation orientation of the device is detected by at least one switching device associated with the device, in particular liquid-level switch, or at least one acceleration sensor, in particular a micro-electro-mechanical acceleration sensor.

Das erfindungsgemäße System zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung, insbesondere einer Vorrichtung, wie einer Pumpe oder Vakuumpumpe, oder eines der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienenden Gerätes umfasst wenigstens einen der Einrichtung zugeordneten Lagedetektor zur Erfassung der aktuellen Einbauorientierung der Einrichtung sowie eine auf die Ausgangssignale des Lagedetektors ansprechende Steuer- und/oder Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, automatisch zu überprüfen, ob die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, und gegebenenfalls automatisch zu ermitteln, unter welchen Bedingungen die Einrichtung betreibbar ist.The system according to the invention for determining and evaluating the installation orientation of a device, in particular a device such as a pump or vacuum pump, or a device for controlling, regulating and / or switching certain properties and / or functions of a device comprises at least one position detector associated with the device Detecting the current installation orientation of the device as well as a responsive to the output signals of the position detector control and / or evaluation, which is designed to automatically check whether the device in the detected Orientation may be operated and, where appropriate, automatically determine under what conditions the device is operable.

Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit überdies dazu ausgebildet, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung nicht betrieben werden darf, eine Fehlermeldung zu erzeugen.In addition, the control and / or evaluation unit is preferably designed to generate an error message in the event that it has been determined that the device may not be operated in the detected positional orientation.

Gemäß einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit ferner dazu ausgeführt, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, außer zur Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung betreibbar ist, auch zu ermitteln, ob der Betrieb der Einrichtung in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einem normalen und entsprechend unkritischen Betrieb entspricht oder einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt.According to a further preferred practical embodiment of the system according to the invention, the control and / or evaluation unit is further designed, in the event that it has been determined that the device may be operated in the detected positional orientation, except for determining the conditions under which the device is also to determine whether the operation of the device in the recorded position orientation and under the relevant conditions corresponds to a normal and correspondingly uncritical operation or represents a particular critical borderline case.

Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit ferner dazu ausgeführt, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass der Betrieb der Einrichtung in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt, eine insbesondere qualifizierte Warnmeldung zu erzeugen.Preferably, the control and / or evaluation unit is further designed to generate a particularly qualified warning message in the event that it has been determined that the operation of the device in the detected position orientation and under the relevant conditions is a particularly critical limit.

Die durch die Steuer- und/oder Auswerteeinheit durchgeführte Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung betreibbar ist, umfasst bevorzugt die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Leistungsbegrenzung für die Einrichtung, die Ermittlung eines von der erfassten Lageorientierung abhängigen Ruhestroms für wenigstens ein, insbesondere aktiv geregeltes, Magnetlager der Einrichtung, und/oder die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Kühlung wenigstens eines Bereichs der Einrichtung.The determination by the control and / or evaluation unit of the conditions under which the device is operable preferably comprises the determination of a power limit for the device dependent on the detected positional orientation, the determination of a quiescent current dependent on the detected positional orientation for at least one, in particular actively controlled magnetic bearing of the device, and / or the determination of a dependent of the detected position orientation cooling at least a portion of the device.

Als jeweiliger Lagedetektor ist vorteilhafterweise ein schaltender Sensor, insbesondere ein ein- oder mehrachsiger Flüssigkeitslagerschalter, oder ein Beschleunigungssensor, insbesondere ein ein- oder mehrachsiger mikro-elektro-mechanischer Beschleunigungssensor vorgesehen.As a respective position detector advantageously a switching sensor, in particular a single or multi-axis liquid storage switch, or an acceleration sensor, in particular a single or multi-axis micro-electro-mechanical acceleration sensor is provided.

Die Einrichtung kann beispielsweise eine Pumpe umfassen, bei der es sich insbesondere um eine Vakuumpumpe handeln kann. Die Einrichtung kann insbesondere eine Turbomolekularpumpe umfassen.The device may, for example, comprise a pump, which may in particular be a vacuum pump. The device may in particular comprise a turbomolecular pump.

Ferner kann die Einrichtung außer der Pumpe insbesondere eine mit dieser verbundene Hilfseinrichtung wie beispielsweise eine Schmiermittelpumpe umfassen, wobei vorteilhafterweise wenigstens ein Lagedetektor der Pumpe und/oder wenigstens ein Lagedetektor der Hilfseinrichtung zugeordnet ist.Furthermore, the device may comprise, in addition to the pump, in particular an auxiliary device connected thereto, such as a lubricant pump, wherein advantageously at least one position detector of the pump and / or at least one position detector of the auxiliary device is associated.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn wenigstens ein Lagedetektor in einer der Einrichtung zugeordneten Steuerelektronik, wenigstens ein Lagedetektor in einer insbesondere abgedichteten Baugruppe und/oder wenigstens ein Lagedetektor auf einer Platine oder dergleichen vorgesehen ist.It is also particularly advantageous if at least one position detector is provided in control electronics associated with the device, at least one position detector in a particularly sealed assembly and / or at least one position detector on a board or the like.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch wenigstens ein Lagedetektor frei montiert innerhalb der Einrichtung, wenigstens ein Lagedetektor in einer vergossenen Baugruppe wie insbesondere einem Motorstator, wenigstens ein Lagedetektor frei montiert außerhalb des Gehäuses der Einrichtung und/oder wenigstens ein Lagedetektor frei montiert innerhalb einer an der Einrichtung angebauten Hilfseinrichtung wie insbesondere einer einer Vakuumpumpe zugeordneten Schmiermittelpumpe vorgesehen sein.Alternatively or additionally, for example, at least one position detector freely mounted within the device, at least one position detector in a molded assembly such as a motor stator, at least one position detector freely mounted outside the housing of the device and / or at least one position detector freely mounted within a device attached auxiliary device such as in particular be provided a vacuum pump associated with a lubricant pump.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das System eine mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit verbundene Eingabeschnittstelle umfasst, über die zumindest ein die Lageorientierung der Einrichtung betreffender Referenzwert eingebbar ist.In particular, it is also advantageous if the system comprises an input interface connected to the control and / or evaluation unit, via which at least one reference value relating to the location of the device can be entered.

Dabei kann der betreffende Referenzwert beispielsweise über einen Datenbus-Zugang oder mittels eines Bediengeräts manuell eingegeben werden. Ein solcher als Referenz für die Steuerelektronik dienender Wert kann zwar nach wie vor von der Richtigkeit der Angaben des Bedienungspersonals abhängig sein. Es können jedoch bereits Vorteile der Einbaulagen-Bewertung genutzt werden, indem beispielsweise Leistungsgrenzen angehoben werden oder eine generelle Betriebsfreigabe bewirkt wird.In this case, the relevant reference value can be input manually, for example via a data bus access or by means of an operating device. Although such a value serving as a reference for the control electronics can still be dependent on the accuracy of the information given by the operating personnel. However, advantages of the installation position evaluation can already be exploited, for example by raising performance limits or by triggering general operation release.

Gegebenenfalls können mittels der Steuer- und Auswerteeinheit zumindest teilweise auch die Bedingungen herbeigeführt oder initiiert werden, unter denen die Einrichtung betrieben werden darf.Optionally, by means of the control and evaluation at least partially, the conditions may be brought about or initiated, under which the device may be operated.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2

eine geschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Vakuumpumpe als Bestandteil einer beispielhaften Einrichtung, bei der das erfindungsgemäße System anwendbar ist,

Fig. 3

eine seitliche Außenansicht der Vakuumpumpe gemäß Fig. 2, deren Drehlager über eine seitlich neben der Rotorwelle angeordnete Förderpumpe mit Betriebsmittel versorgt wird,

Fig. 4

eine geschnittene Teilansicht der Vakuumpumpe gemäß Fig. 3,

Fig. 5

eine geschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der der Vakuumpumpe gemäß Fig. 4 zugeordneten Förderpumpe,

Fig. 6

eine geschnittene Ansicht eines Mündungsbereichs zweier Vorlaufkanäle, die in einem gemeinsamen Vorlauf der Vakuumpumpe gemäß Fig. 3 münden,

Fig. 7

eine beispielhafte Anordnung verschiedener Lager einer Vakuumpumpe in vertikaler Ausrichtung,

Fig. 8

die Lageranordnung gemäß Fig. 7, wobei die Vakuumpumpe im vorliegenden Fall jedoch horizontal ausgerichtet ist,

Fig. 9

eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer konvektionsgekühlten Einrichtung, bei der das erfindungsgemäße System anwendbar ist, und

Fig. 10

eine schematische Darstellung der konvektionsgekühlten Einrichtung gemäß Fig. 9 in einer anderen Orientierung.

The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the drawing; in this show:

Fig. 1

a schematic representation of an exemplary embodiment of a system according to the invention,

Fig. 2

3 is a sectional view of an exemplary embodiment of a vacuum pump as part of an exemplary device to which the system according to the invention is applicable;

Fig. 3

a side outside view of the vacuum pump according to Fig. 2 whose rotary bearing is supplied with operating means via a delivery pump arranged laterally next to the rotor shaft,

Fig. 4

a sectional partial view of the vacuum pump according to Fig. 3 .

Fig. 5

a sectional view of an exemplary embodiment of the vacuum pump according to Fig. 4 associated delivery pump,

Fig. 6

a sectional view of a mouth region of two flow channels, in a common flow of the vacuum pump according to Fig. 3 lead,

Fig. 7

an exemplary arrangement of different bearings of a vacuum pump in a vertical orientation,

Fig. 8

the bearing assembly according to Fig. 7 However, in the present case, the vacuum pump is oriented horizontally,

Fig. 9

a schematic representation of an exemplary embodiment of a convection-cooled device in which the inventive system is applicable, and

Fig. 10

a schematic representation of the convection-cooled device according to Fig. 9 in a different orientation.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten erfindungsgemäßen Systems 2 zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung 4, die eine Vorrichtung, wie eine Pumpe oder Vakuumpumpe, ist oder bei der es sich um ein der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienendes Gerät handelt. Fig. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an inventive system 2 for determining and evaluating the installation orientation of a device 4 suitable for carrying out the method according to the invention, which is a device such as a pump or vacuum pump, or at it is a device used to control, regulate and / or switch certain properties and / or functions of a device.

Das System 2 umfasst wenigstens einen der Einrichtung 4 zugeordneten Lagedetektor 6 zur Erfassung der aktuellen Einbauorientierung der Einrichtung 4 sowie eine auf die Ausgangssignale 8 des Lagedetektors 6 ansprechende Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10.The system 2 comprises at least one position detector 6 associated with the device 4 for detecting the current installation orientation of the device 4 as well as a control and / or evaluation unit 10 responsive to the output signals 8 of the position detector 6.

Dabei ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 dazu ausgeführt, automatisch zu überprüfen, ob die Einrichtung 4 in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, und gegebenenfalls automatisch zu ermitteln, unter welchen Bedingungen die Einrichtung 4 betreibbar ist.In this case, the control and / or evaluation unit 10 is designed to automatically check whether the device 4 may be operated in the detected position orientation, and optionally automatically determine under which conditions the device 4 is operable.

Überdies kann die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 dazu ausgeführt sein, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung 4 in der erfassten Lageorientierung nicht betrieben werden darf, eine Fehlermeldung zu erzeugen.Moreover, the control and / or evaluation unit 10 may be designed to generate an error message in the event that it has been determined that the device 4 may not be operated in the detected positional orientation.

Die Fehlermeldung kann insbesondere akustisch und/oder optisch und/oder per elektronischer Datenweitergabe (z.B. in Form eines Fehlertelegramms) generiert werden und über eine beispielsweise der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 nachgeschaltete Wiedergabeeinheit 18 wiedergegeben werden.The error message can in particular be generated acoustically and / or optically and / or by means of electronic data transmission (for example in the form of an error telegram) and can be reproduced via a playback unit 18 which is connected downstream, for example, to the control and / or evaluation unit 10.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 kann ferner ermitteln, ob der erlaubte Betrieb der Einrichtung 4 in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einem normalen bzw. unkritischen Betrieb entspricht oder einen Grenzfall darstellt.The control and / or evaluation unit 10 can also determine whether the permitted operation of the device 4 in the detected position orientation and under the relevant conditions corresponds to a normal or uncritical operation or represents a limiting case.

Wenn dies der Fall ist, kann die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 eine insbesondere qualifizierte Warnmeldung erzeugen.If this is the case, the control and / or evaluation unit 10 can generate a particularly qualified warning message.

Auch eine solche Warnmeldung kann insbesondere wieder akustisch und/oder optisch und/oder per elektronischer Datenweitergabe (z.B. in Form eines Fehlertelegramms) generiert und beispielsweise über eine der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 nachgeschaltete Wiedergabeeinheit 18 wiedergegeben werden. Dabei kann für die Fehlermeldung und die Warnmeldung insbesondere ein und dieselbe Wiedergabeeinheit 18 verwendet werden. Grundsätzlich sind jedoch auch getrennte Wiedergabeeinheiten für die beiden Meldungen denkbar.Such a warning message can in particular also be generated acoustically and / or optically and / or by electronic data transmission (for example in the form of an error telegram) and reproduced, for example, via a playback unit 18 connected downstream of the control and / or evaluation unit 10. In this case, in particular one and the same display unit 18 can be used for the error message and the warning message. Basically, however, separate playback units for the two messages are conceivable.

Die durch die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 durchgeführte Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung 4 betreibbar ist, kann insbesondere die Ermittlung einer Leistungsbegrenzung für die Einrichtung 4, die Ermittlung eines Ruhestroms für ein aktiv geregeltes Magnetlager der Einrichtung 4 und/oder die Ermittlung einer Kühlung wenigstens eines Bereichs der Einrichtung 4 umfassen.The determination made by the control and / or evaluation unit 10 of the conditions under which the device 4 is operable, in particular the determination of a power limit for the device 4, the determination of a quiescent current for an actively controlled magnetic bearing of the device 4 and / or the Determining a cooling of at least a portion of the device 4 include.

Als Lagedetektor 6 kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor vorgesehen sein.As an attitude detector 6, for example, an acceleration sensor can be provided.

Die Einrichtung 4 kann beispielsweise eine Vakuumpumpe 20 und eine mit dieser verbundene Hilfseinrichtung 22 wie insbesondere eine Schmiermittelpumpe (vgl. auch die Fig. 3 bis 6) umfassen. Dabei kann beispielsweise ein Lagedetektor 6 der Vakuumpumpe 20 und ein Lagedetektor 6 der Schmiermittelpumpe 22 zugeordnet sein, um die Lageorientierung der Vakuumpumpe 20 und die Lageorientierung der Schmiermittelpumpe 22 zu überwachen..The device 4 may be, for example, a vacuum pump 20 and an auxiliary device 22 connected thereto, such as, in particular, a lubricant pump (cf. Fig. 3 to 6 ). In this case, for example, a position detector 6 of the vacuum pump 20 and a position detector 6 of the lubricant pump 22 may be assigned to monitor the positional orientation of the vacuum pump 20 and the positional orientation of the lubricant pump 22.

Zudem kann das System 2 eine mit der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 verbundene Eingabeschnittstelle umfassen, über die ein die Lageorientierung der Einrichtung 4 betreffender Referenzwert eingebbar ist.In addition, the system 2 may include an input interface connected to the control and / or evaluation unit 10, via which a reference value relating to the positional orientation of the device 4 can be entered.

Fig. 2 zeigt eine geschnittene Ansicht einer Vakuumpumpe 20, nämlich einer Turbomolekularpumpe, als Bestandteil einer Einrichtung 4, bei der das erfindungsgemäße System bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Fig. 2 shows a sectional view of a vacuum pump 20, namely a turbomolecular pump, as part of a device 4, in which the inventive system or the inventive method is applicable.

In der Fig. 3 ist eine seitliche Außenansicht dieser Vakuumpumpe gezeigt, wobei zudem deren Drehlager über eine seitlich neben der Rotorwelle angeordnete Förderpumpe 110 mit Betriebsmittel versorgt wird, die einen weiteren Bestandteil der Einrichtung 4 bildet, bei der das erfindungsgemäße System bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist.In the Fig. 3 is a lateral external view of this vacuum pump is shown, wherein also the rotary bearing is supplied via a laterally arranged next to the rotor shaft feed pump 110 with resources, which forms a further part of the device 4, in which the inventive system or the inventive method is applicable.

In der Fig. 4 ist eine geschnittene Teilansicht der Vakuumpumpe gemäß Fig. 3 gezeigt. Eine geschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der der Vakuumpumpe gemäß Fig. 4 zugeordneten Förderpumpe 110 ist in der Fig. 5 wiedergegeben. Fig. 6 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Mündungsbereichs zweier Vorlaufkanäle, die in einen gemeinsamen Vorlauf der Vakuumpumpe gemäß Fig. 3 münden.In the Fig. 4 is a partial sectional view of the vacuum pump according to Fig. 3 shown. A sectional view of an exemplary embodiment of the vacuum pump according to Fig. 4 associated feed pump 110 is in the Fig. 5 played. Fig. 6 shows a sectional view of a mouth region of two flow channels, which in a common flow of the vacuum pump according to Fig. 3 lead.

Die in Fig. 2 gezeigte Vakuumpumpe umfasst einen von einem Einlassflansch 68 umgebenen Pumpeneinlass 70 sowie mehrere Pumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 70 anstehenden Gases zu einem in Fig. 2 nicht dargestellten Pumpenauslass. Die Vakuumpumpe umfasst einen Stator mit einem statischen Gehäuse 72 und einen in dem Gehäuse 72 angeordneten Rotor mit einer um eine Rotationsachse 14 drehbar gelagerten Rotorwelle 12.In the Fig. 2 The vacuum pump shown comprises a pump inlet 70 surrounded by an inlet flange 68 as well as a plurality of pumping stages for conveying the gas present at the pump inlet 70 to a pump inlet 70 Fig. 2 not shown pump outlet. The vacuum pump comprises a stator with a static housing 72 and a rotor arranged in the housing 72 with a rotor shaft 12 rotatably mounted about a rotation axis 14.

Die Vakuumpumpe ist als Turbomolekularpumpe ausgebildet und umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren mit der Rotorwelle 12 verbundenen turbomolekularen Rotorscheiben 16 und mehreren in axialer Richtung zwischen den Rotorscheiben 16 angeordneten und in dem Gehäuse 72 festgelegten turbomolekularen Statorscheiben 26, die durch Distanzringe 36 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten sind. Die Rotorscheiben 16 und Statorscheiben 26 stellen in dem Schöpfbereich 50 eine in Richtung des Pfeils 58 gerichtete axiale Pumpwirkung bereit.The vacuum pump is embodied as a turbomolecular pump and comprises a plurality of turbomolecular pump stages which are pump-connected in series with a plurality of turbomolecular rotor disks 16 connected to the rotor shaft 12 and a plurality of turbomolecular stator disks 26 arranged in the axial direction between the rotor disks 16 and fixed in the housing 72 held at a desired axial distance from each other are. The rotor disks 16 and stator disks 26 provide in the scoop region 50 an axial pumping action directed in the direction of the arrow 58.

Die Vakuumpumpe umfasst außerdem drei in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Der rotorseitige Teil der Holweck-Pumpstufen umfasst eine mit der Rotorwelle 12 verbundene Rotornabe 74 und zwei an der Rotornabe 74 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 76, 78, die koaxial zu der Rotationsachse 14 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 80, 82 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 14 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind jeweils durch die einander unter Ausbildung eines engen radialen Holweck-Spalts gegenüberliegenden radialen Mantelflächen jeweils einer Holweck-Rotorhülse 76, 78 und einer Holweck-Statorhülse 80, 82 gebildet. Dabei ist jeweils eine der pumpaktiven Oberflächen glatt ausgebildet - vorliegend diejenige der Holweck-Rotorhülse 76 bzw. 78 - und die gegenüberliegende pumpaktive Oberfläche der Holweck-Statorhülse 80, 82 weist eine Strukturierung mit schraubenlinienförmig um die Rotationsachse 14 herum in axialer Richtung verlaufenden Nuten auf, in denen durch die Rotation des Rotors das Gas vorangetrieben und dadurch gepumpt wird.The vacuum pump also comprises three radially arranged pumping stages in series with one another, connected in series with each other. The rotor-side part of the Holweck pump stages comprises a rotor hub 74 connected to the rotor shaft 12 and two cylinder shell-shaped Holweck rotor sleeves 76, 78 fastened to the rotor hub 74 and oriented coaxially with the axis of rotation 14 and nested in the radial direction. Furthermore, two cylindrical jacket-shaped Holweck stator sleeves 80, 82 are provided, which are also oriented coaxially to the rotation axis 14 and are nested in the radial direction. The pump-active surfaces of the Holweck pump stages are each formed by the radial lateral surfaces opposite each other, forming a narrow radial Holweck gap, of a Holweck rotor sleeve 76, 78 and a Holweck stator sleeve 80, 82. In this case, one of the pump-active surfaces is in each case formed smoothly-in the present case that of the Holweck rotor sleeve 76 or 78 -and the opposite pump-active surface of the Holweck stator sleeve 80, 82 has a structuring with helically around the rotation axis 14 in the axial direction extending grooves, in which is driven by the rotation of the rotor, the gas and thereby pumped.

Die Vakuumpumpe umfasst einen Antriebsmotor 104 zum drehenden Antreiben des Rotors, dessen Läufer durch die Rotorwelle 12 gebildet ist. Eine Steuereinheit 106 steuert den Motor 104 an.The vacuum pump includes a drive motor 104 for rotationally driving the rotor whose rotor is formed by the rotor shaft 12. A control unit 106 controls the motor 104.

Die drehbare Lagerung der Rotorwelle 12 wird durch ein als Wälzlager ausgebildetes Drehlager 84 im Bereich des Pumpenauslasses und ein Permanentmagnetlager 86 im Bereich des Pumpeneinlasses 70 bewirkt.The rotatable mounting of the rotor shaft 12 is effected by a designed as a rolling bearing pivot bearing 84 in the region of the pump outlet and a permanent magnet bearing 86 in the region of the pump inlet 70.

Das Permanentmagnetlager 86 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 88 und eine statorseitige Lagerhälfte 90, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinandergestapelten permanentmagnetischen Ringen 92, 94 umfassen, wobei sich die Magnetringe 92, 94 unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 96 gegenüberliegen.The permanent magnet bearing 86 comprises a rotor-side bearing half 88 and a stator bearing half 90, each comprising a ring stack of a plurality of stacked in the axial direction of permanent magnetic rings 92, 94, wherein the magnetic rings 92, 94 opposite to form a radial bearing gap 96.

Innerhalb des Magnetlagers 86 ist ein Not- bzw. Fanglager 98 vorgesehen, welches als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet ist und im normalen Betrieb der Vakuumpumpe ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors gegenüber dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor zu bilden, der eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert.Within the magnetic bearing 86, an emergency or catch bearing 98 is provided, which is designed as an unlubricated roller bearing and runs empty in normal operation of the vacuum pump without touching and only with an excessive radial deflection of the rotor relative to the stator engages to a radial stop form for the rotor, which prevents a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures.

Das Drehlager 84 wird mit einem Betriebsmittel, wie etwa einem Schmiermittel, versorgt. Dabei kann, wie Fig. 2 zeigt, im Bereich des Drehlagers 84 an der Rotorwelle 12 eine konische Spritzmutter 100 mit einem zu dem Drehlager 84 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen sein, die mit zumindest einem Abstreifer eines mehrere mit einem Betriebsmittel, wie zum Beispiel einem Schmiermittel, getränkte saugfähige Scheiben 102 umfassenden Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt steht. Im Betrieb wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 100 übertragen und infolge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 100 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 100 zu dem Drehlager 84 hin gefördert, wo es zum Beispiel eine schmierende Funktion erfüllt.The pivot bearing 84 is supplied with a resource such as a lubricant. It can, how Fig. 2 shows, in the region of the pivot bearing 84 on the rotor shaft 12, a conical spray nut 100 may be provided with an increasing to the pivot bearing 84 outside diameter, with at least one scraper of a plurality of with a resource such as a lubricant, impregnated absorbent discs 102 comprising resource storage is in sliding contact. In operation, the resource is transferred by capillary action of the resource storage on the scraper to the rotating spray nut 100 and due to the centrifugal force along the spray nut 100 in the direction of increasing outer diameter of the spray nut 100 to the pivot bearing 84 out promoted, where there is, for example, a lubricating Function fulfilled.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Darstellung ist - wie in Fig. 2 - der Einlassflansch 68 der Pumpe nach oben gerichtet und die Rotationsachse 14 der in Fig. 3 nicht gezeigten Rotorwelle 12 ist in einem Winkel von 0 Grad zur Vertikalen angeordnet. Bei dieser Raumlage ist die Pumpe aufrecht ausgerichtet. Wird die Pumpe dagegen auf den Kopf gestellt, so weist der Einlassflansch 68 nach unten. Die Rotationsachse 14 befindet sich dann in einem Winkel zur Vertikalen von 180 Grad.At the in Fig. 3 shown illustration is - as in Fig. 2 - The inlet flange 68 of the pump directed upward and the axis of rotation 14 of in Fig. 3 not shown rotor shaft 12 is disposed at an angle of 0 degrees to the vertical. In this position, the pump is upright. Will the pump be against it turned upside down, so the inlet flange 68 down. The axis of rotation 14 is then at an angle to the vertical of 180 degrees.

Der Aufbau der Pumpe der Fig. 3 entspricht dem Aufbau der Pumpe von Fig. 2. Allerdings wird bei der Pumpe der Fig. 3 das Drehlager 84 über eine seitlich neben der Rotorwelle 12 angeordnete Förderpumpe 110 mit Betriebsmittel versorgt, wie mit Bezug auf die Fig. 4 näher ausgeführt wird.The construction of the pump Fig. 3 corresponds to the construction of the pump of Fig. 2 , However, the pump is the Fig. 3 the rotary bearing 84 is supplied with operating means via a delivery pump 110 arranged laterally next to the rotor shaft 12, as with reference to FIGS Fig. 4 is carried out closer.

Die Förderpumpe 110 ist dazu ausgebildet, das Betriebsmittel in wenigstens einen Vorlauf 112 zu fördern, über den das Betriebsmittel dem Drehlager 84 zugeführt wird. Zur Rückführung des Betriebsmittels vom Drehlager 84 zur Förderpumpe sind ein erster Rücklauf 114 sowie ein zweiter Rücklauf 116 vorgesehen.The feed pump 110 is designed to convey the operating medium into at least one feed 112, via which the operating medium is fed to the rotary bearing 84. For returning the equipment from the pivot bearing 84 to the feed pump, a first return 114 and a second return 116 are provided.

Der erste Rücklauf 114 weist seitlich unterhalb des Drehlagers 84 einen Spalt 118 auf, der an seinem radial äußeren Ende in einen ersten Rücklaufkanal 120 mündet, der nach radial außen und nach unten weg zu einem ersten Reservoir 122 geführt ist.The first return 114 has laterally below the pivot bearing 84 a gap 118 which opens at its radially outer end into a first return passage 120, which is guided radially outwardly and downwardly to a first reservoir 122.

Das über den Vorlauf 112 zugeführte Betriebsmittel gelangt in den trichterförmigen Speicher 124 unterhalb der Spritzmutter 100, die wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde, das Betriebsmittel zu dem Wälzlager 84 hin fördert, wo es zum Beispiel eine schmierende Funktion erfüllt. Vom Wälzlager 84 tropft das Betriebsmittel ab und gelangt im Wesentlichen aufgrund der Wirkung der Schwerkraft über den Spalt 118 und den ersten Rücklaufkanal 120 in das erste Reservoir 122.The supplied via the flow 112 resources enters the funnel-shaped memory 124 below the spray nut 100, as above with reference to Fig. 2 described that promotes equipment toward the rolling bearing 84, where it fulfills, for example, a lubricating function. From the roller bearing 84, the operating fluid drips off and, due to the effect of gravity, passes into the first reservoir 122 via the gap 118 and the first return passage 120.

Bei der Darstellung der Fig. 4 ist die Pumpe wie bei den Darstellungen der Fig. 2 und 3 aufrecht ausgerichtet. Der in Fig. 4 nicht gezeigte Flansch 68 befindet sich folglich an der Oberseite der Pumpe und die Rotationsachse 14 der Rotorwelle 12 weist einen Winkel zur Vertikalen von 0° auf. Eine derartige Ausrichtung der Pumpe wird nachfolgend auch als Raumlage von 0° bezeichnet.In the presentation of Fig. 4 is the pump as in the representations of Fig. 2 and 3 upright. The in Fig. 4 not shown flange 68 is thus located at the top of the pump and the axis of rotation 14 of the rotor shaft 12th has an angle to the vertical of 0 °. Such an orientation of the pump is also referred to below as a spatial position of 0 °.

Wie Fig. 4 zeigt, weist die Förderpumpe 110 einen ersten Einlass 126 auf, über den das Betriebsmittel vom ersten Reservoir 122 in einen ersten Arbeitsraum 128 der Förderpumpe gelangen kann. Der erste Einlass 126 ist dabei in einer Trennwand 130 ausgebildet, die das erste Reservoir 122 vom ersten Arbeitsraum 128 abtrennt. Außerdem befindet sich der erste Einlass 126 bei der Raumlage von 0° an der im Wesentlichen tiefsten Stelle in der Trennwand 130, so dass das Betriebsmittel auch bei einem geringen Pegel im ersten Reservoir 122 in den ersten Arbeitsraum 128 gelangen kann.As Fig. 4 1, the feed pump 110 has a first inlet 126, via which the operating medium can pass from the first reservoir 122 into a first working space 128 of the feed pump. The first inlet 126 is formed in a partition wall 130, which separates the first reservoir 122 from the first working space 128. In addition, the first inlet 126 is located in the spatial position of 0 ° at the substantially lowest point in the partition wall 130, so that the resource can reach the first working space 128 even at a low level in the first reservoir 122.

Die Förderpumpe 110 wird mit Bezug auf die Fig. 5 näher beschrieben. Die Förderpumpe 110 ist in Art einer Drehschieberpumpe ausgebildet und weist einen in einem Gehäuse 132 um eine Drehachse 134 drehbaren Rotor auf, der nachfolgend als Förderrotor 136 bezeichnet wird. Im Förderrotor 136 sind über Flieh- und Federkraft radial bewegbare Schieber 138 angeordnet. Im Inneren des Gehäuses 132 befindet sich der erste Arbeitsraum 128, der durch das Gehäuse 132, den Förderrotor 136 und den jeweiligen sich in Drehrichtung 140 des Förderrotors mitbewegenden Schieber 138 räumlich begrenzt wird.The feed pump 110 will be described with reference to FIGS Fig. 5 described in more detail. The feed pump 110 is designed in the manner of a rotary vane pump and has a rotatable in a housing 132 about a rotational axis 134 rotor, which is hereinafter referred to as a conveyor rotor 136. In the conveyor rotor 136 radially movable slide 138 are arranged on centrifugal and spring force. Inside the housing 132 is the first working space 128, which is spatially limited by the housing 132, the conveyor rotor 136 and the respective moving in the direction of rotation 140 of the conveyor rotor slide 138.

Dreht sich der Förderrotor 136 in der Förderrichtung 140, so wird das über den ersten Einlass 126 in den ersten Arbeitsraum 128 gelangte Betriebsmittel vom Förderrotor über einen bei 90° liegenden ersten Auslass 142 in einen ersten Vorlaufkanal 144 gefördert, der in den Vorlauf 112 mündet (vgl. Fig. 6).If the conveying rotor 136 rotates in the conveying direction 140, the operating medium which has reached the first working space 128 via the first inlet 126 is conveyed by the conveying rotor via a first outlet 142 lying at 90 ° into a first feed channel 144 which opens into the feed 112 ( see. Fig. 6 ).

Bei der aufrechten Ausrichtung der Förderpumpe ist der zweite Rücklauf 116 funktionslos. Wird die Pumpe dagegen auf den Kopf gestellt, so dass der Flansch 68 (vgl. Fig. 3) unten liegt und die Rotationsachse 14 einen Winkel von 180° mit der Vertikalen einschließt, dann wird der erste Rücklauf 114 funktionslos und das Betriebsmittel gelangt über den zweiten Rücklauf 116 zurück zur Förderpumpe 110, wie nachfolgend beschrieben wird.In the upright orientation of the feed pump, the second return 116 is inoperative. If the pump is turned upside down, so that the flange 68 (see. Fig. 3 ) is down and the rotation axis 14 forms an angle of 180 ° with the vertical, then the first return 114 is inoperative and the Operating fluid passes via the second return line 116 back to the feed pump 110, as will be described below.

Der zweite Rücklauf 116 weist einen zweiten Rücklaufkanal 146 auf, der bezogen auf die Raumlage der Pumpe von 0° entsprechend der Fig. 4 von einem radial neben und oberhalb des Drehlagers 84 liegenden Sammelbereich 148 für das Betriebsmittel weg nach radial außen und nach oben zu einem zweiten Reservoir 150 geführt ist, das wiederum über die Trennwand 130 von einem weiteren, zweiten Arbeitsraum 152 der Förderpumpe 110 getrennt ist.The second return 116 has a second return passage 146, which, based on the spatial position of the pump of 0 ° corresponding to Fig. 4 away from a radially adjacent and above the pivot bearing 84 lying collecting region 148 for the resource away radially outwards and up to a second reservoir 150 is guided, which in turn is separated via the partition 130 of a further, second working chamber 152 of the feed pump 110.

In der Trennwand 130 ist ein zweiter Einlass 154 vorgesehen, über den das Betriebsmittel vom zweiten Reservoir 150 in den zweiten Arbeitsraum 152 gelangen kann. Der zweite Einlass 154 befindet sich bei auf dem Kopf stehender Pumpe, also bei einer Raumlage der Pumpe von 180°, im unteren Bereich der Pumpe. Das Betriebsmittel kann daher auch bei einem geringen Pegel im zweiten Reservoir 150 in den zweiten Arbeitsraum 152 gelangen.In the partition wall 130, a second inlet 154 is provided, via which the operating medium can pass from the second reservoir 150 into the second working space 152. The second inlet 154 is located in an upside-down pump, ie in a spatial position of the pump of 180 °, in the lower part of the pump. The operating medium can therefore reach the second working chamber 152 even at a low level in the second reservoir 150.

Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, wird das in den zweiten Arbeitsraum 152 gelangte Betriebsmittel von dem jeweiligen Schieber 138 bei sich in Drehrichtung 140 drehendem Förderrotor 136 zu einem bei 270° angeordneten zweiten Auslass 156 gefördert. Der zweite Auslass 156 mündet in einen zweiten Vorlaufkanal 158, der wiederum wie der erste Vorlaufkanal 144 in den Vorlauf 112 mündet.Like from the Fig. 5 it can be seen, the operating medium which has reached the second working space 152 is conveyed by the respective slide 138 when the conveying rotor 136 rotates in the direction of rotation 140 to a second outlet 156 arranged at 270 °. The second outlet 156 opens into a second flow channel 158, which in turn opens like the first flow channel 144 in the flow 112.

Wie Fig. 6 zeigt, ist im Mündungsbereich des ersten und zweiten Vorlaufkanals 144, 158 eine Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, zu verhindern, dass über den ersten Vorlaufkanal 144 in den gemeinsamen Vorlauf 112 strömendes Betriebsmittel in den zweiten Vorlaufkanal 158 und, umgekehrt, über den zweiten Vorlaufkanal 158 zugeführtes Betriebsmittel in den ersten Vorlaufkanal 144 gelangt. Die Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 stellt somit gewissermaßen sicher, dass kein Kurzschluss zwischen den beiden Vorlaufkanälen 144, 158 auftritt.As Fig. 6 shows, in the mouth region of the first and second flow channel 144, 158, a backflow prevention device 160 is arranged, which is designed to prevent that on the first flow channel 144 in the common flow 112 flowing fluid into the second flow channel 158 and, conversely, via the second supply channel 158 supplied operating medium in the first flow channel 144 passes. The backflow prevention device 160 thus effectively ensures that no short circuit between the two flow channels 144, 158 occurs.

Die Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 ist in funktioneller Hinsicht in Art eines pneumatischen Oder-Ventils ausgebildet. Die Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 bildet im Mündungsbereich der beiden Vorlaufkanäle 144 und 158 einen vergrößerten Raumbereich 162, in welchem eine Kugel 164 angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der Betriebsmittelströmung einen der beiden Vorlaufkanäle 144, 158 verschließen kann. Wie beispielhaft in Fig. 6 gezeigt ist, wird die Kugel 164 von einer vom ersten Vorlaufkanal 144 kommenden Betriebsmittelströmung gegen die Mündung des zweiten Vorlaufkanals 158 gedrückt und verschließt diesen dadurch.The backflow prevention device 160 is functionally configured in the manner of a pneumatic or-valve. The backflow prevention device 160 forms in the mouth region of the two flow channels 144 and 158 an enlarged space region 162, in which a ball 164 is arranged, which can close one of the two flow channels 144, 158 in dependence on the flow of operating medium. As exemplified in Fig. 6 is shown, the ball 164 is pressed by an incoming from the first flow channel 144 resource flow against the mouth of the second flow channel 158 and thereby closes it.

Die Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 kann in Art eines Rückschlagelements oder eines Absperrelements, wie etwa ein Absperrventil, ausgebildet sein. Die Rücklaufverhinderungseinrichtung 160 kann auch als ein manuell, Schwerkraft-, druck- oder elektrisch getriebenes Element, welches je nach Vakuumpumpenlage den ersten oder zweiten Vorlaufkanal 144, 158 mit einem Schieber oder einer Klappe verschließt (nicht gezeigt), ausgebildet sein.The backflow prevention device 160 may be in the form of a non-return element or a shut-off element, such as a shut-off valve. The backflow prevention device 160 may also be designed as a manually, gravitational, pressure or electrically driven element, which, depending on the vacuum pumping position, closes the first or second flow channel 144, 158 with a slide or flap (not shown).

Entsprechend den vorstehenden Ausführungen kann bei der mit Bezug auf dieIn accordance with the foregoing, in reference to FIG

Fig. 3 bis 6 beschriebenen Pumpe bei einer Raumlage der Pumpe von 0°, also bei einer aufrecht ausgerichteten Pumpe wie in Fig. 3, das Betriebsmittel über den ersten Rücklauf 114 zur Förderpumpe 110 gelangen. Dagegen kann bei auf dem Kopf stehender Pumpe, also bei einer Raumlage der Pumpe, bei der die Rotationsachse 14 einen Winkel zur Vertikalen von 180° einschließt, das Betriebsmittel über den zweiten Rücklauf 116 vom Drehlager 84 zur Förderpumpe 110 gelangen. Fig. 3 to 6 described pump at a position of the pump of 0 °, so in an upright pump as in Fig. 3 , the resources pass through the first return 114 to the feed pump 110. By contrast, when the pump is upside down, that is to say when the pump is in a spatial position, in which the rotation axis 14 encloses an angle to the vertical of 180 °, the operating medium reaches the delivery pump 110 via the second return 116 from the rotary bearing 84.

Dabei kann mittels des erfindungsgemäßen Systems 2 bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens die aktuelle Einbauorientierung der Pumpe 20 und/oder die Einbauorientierung der Hilfseinrichtung 22 bzw. der Förderpumpe 110 entsprechend überwacht werden. Dazu können der Pumpe 20 bzw. der Hilfseinrichtung 22 in der zuvor beschriebenen Weise wenigstens ein oder mehrere Lagedetektoren 6 zugeordnet werden.In this case, by means of the system 2 according to the invention or the method according to the invention, the current installation orientation of the pump 20 and / or the installation orientation the auxiliary device 22 and the feed pump 110 are monitored accordingly. For this purpose, at least one or more position detectors 6 can be assigned to the pump 20 or the auxiliary device 22 in the manner described above.

Wird die Lageorientierung der Hilfseinrichtung 22 bzw. der Förderpumpe 110 entsprechend überwacht, so kann die Förderpumpe beispielsweise auch mit nur einem der beiden Rückläufe 114, 116 versehen sein. So kann über das erfindungsgemäße System 2 gegebenenfalls festgestellt werden, ob die Förderpumpe 110 eine solche Lage einnimmt, bei der das Betriebsmittel über den betreffenden Rücklauf zur Förderpumpe 110 gelangen kann.If the positional orientation of the auxiliary device 22 or of the delivery pump 110 is monitored accordingly, then the delivery pump can also be provided, for example, with only one of the two returns 114, 116. Thus, it may be determined via the system 2 according to the invention, if necessary, whether the delivery pump 110 occupies a position such that the operating medium can reach the delivery pump 110 via the respective return.

Da eine All-Lagen-Fähigkeit einer Förder- oder Schmiermittelpumpe häufig nur schwer erreicht werden kann, ist es also von Vorteil, wenigstens einen Lagedetektor innerhalb der Schmiermittelpumpe anzubringen bzw. dieser zuzuordnen. Schmiermittelpumpen werden nach wie vor häufig je nach Anwendungsfall um 180° gedreht montiert, obwohl entsprechende Förderkanäle an der Turbomolekularpumpe für beide Montagearten vorhanden sind. Die nicht genutzten Förderkanäle werden jedoch häufig durch Dichtungen verschlossen.Since an all-layer capability of a conveyor or lubricant pump is often difficult to achieve, it is therefore advantageous to attach at least one position detector within the lubricant pump or assign this. Lubricant pumps are still often mounted rotated by 180 ° depending on the application, although appropriate delivery channels on the turbomolecular pump for both types of installation are available. However, the unused conveyor channels are often closed by seals.

Mit dem erfindungsgemäßen System 2 kann nunmehr sichergestellt werden, dass das Bedienungspersonal die Turbopumpe richtig herum betreibt bzw. die Schmiermittelpumpe nach einem Service oder dergleichen wieder richtig herum montiert wird. Die aktuelle Einbauorientierung kann mittels des erfindungsgemäßen Systems zuverlässig überprüft werden. Dabei bringt ein innerhalb der Schmiermittelpumpe angeordneter Lagedetektor den Vorteil mit sich, dass er automatisch stets richtig herum zur Einbaulage mitgedreht wird.With the system 2 according to the invention, it can now be ensured that the operating staff operates the turbopump in the correct direction, or that the lubricant pump is correctly mounted again after a service or the like. The current installation orientation can be verified reliably by means of the system according to the invention. In this case, a position detector arranged within the lubricant pump brings with it the advantage that it is always automatically rotated in the correct direction to the installed position.

Bei einer Drehschieberpumpe mit einem Schmiermittelsumpf beispielsweise kann durch die erfindungsgemäße Überwachung der Einbauorientierung sichergestellt werden, dass eine ungünstige Ausrichtung oder Schiefstellung und entsprechend eine Störung der Schmiermittelversorgung erkannt wird.In a rotary vane pump with a lubricant sump, for example, can be ensured by the inventive monitoring of the mounting orientation be recognized that an unfavorable orientation or misalignment and corresponding to a malfunction of the lubricant supply.

Wie bereits erwähnt, kann die Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Vakuumpumpe 4 betreibbar ist, unter anderem insbesondere auch die Ermittlung eines von der erfassten Lageorientierung abhängigen Ruhestroms für wenigstens ein insbesondere aktiv geregeltes Magnetlager der Einrichtung 4 umfassen.As already mentioned, the determination of the conditions under which the vacuum pump 4 can be operated may include, inter alia, in particular the determination of a quiescent current dependent on the detected positional orientation for at least one in particular actively controlled magnetic bearing of the device 4.

Fig. 7 zeigt hierzu eine rein beispielhaft skizzierte Anordnung verschiedener Magnetlager (magnetischer Lager) 170, 172 174 einer Pumpe 20 mit Antriebsmotor 170 , bei der es sich insbesondere um eine Turbomolekularpumpe handelt. Demgegenüber zeigt Fig. 8 die Lageranordnung gemäß Fig. 7 bei horizontal ausgerichteter Pumpe 20. Fig. 7 shows a purely exemplary sketched arrangement of various magnetic bearings (magnetic bearings) 170, 172 174 a pump 20 with drive motor 170, which is in particular a turbomolecular pump. In contrast, shows Fig. 8 the bearing assembly according to Fig. 7 with horizontally oriented pump 20th

In unterschiedlichen Lagen ist ein jeweils unterschiedlicher Ruhestrom in den betreffenden aktiv geregelten magnetischen Lagern erforderlich, um die Rotormasse zu tragen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel trägt das sogenannte radiale Schwerpunkt-Magnetlager 172 bei einer in der Fig. 8 dargestellten horizontalen Ausrichtung der Pumpe 20 einen Großteil der Rotormasse. Dagegen wird bei der in der Fig. 7 dargestellten vertikalen Ausrichtung der Pumpe 20 oder in einer (nicht gezeigten) um 180° umgekehrten "Kopfstand"-Position die gesamte Rotormasse von dem axialen Magnetlager 170 getragen, das dementsprechend einen deutlich erhöhten Ruhestrom aufweist.In different positions, a different quiescent current is required in each active controlled magnetic bearings to carry the rotor mass. In the present embodiment, the so-called radial center of gravity magnetic bearing 172 carries in one in the Fig. 8 illustrated horizontal orientation of the pump 20 a majority of the rotor mass. In contrast, in the in the Fig. 7 shown vertical orientation of the pump 20 or in a (not shown) by 180 ° inverted "headstand" position, the entire rotor mass carried by the axial magnetic bearing 170, which accordingly has a significantly increased quiescent current.

Durch die infolge einer aktiven Regelung auftretenden Schwankungen wird die Lageerkennung der Lager nicht beeinflusst, soweit der Gleichanteil der jeweiligen überwachten Messkanäle betrachtet wird.Due to the fluctuations occurring as a result of an active control, the position detection of the bearings is not influenced as far as the DC component of the respective monitored measurement channels is considered.

In diesem Fall ist es insbesondere auch sinnvoll, je nach Orientierung eine unterschiedliche thermische Kennlinie einzusetzen, da die Ruheströme bzw. Gleichanteile die verlustbehafteten Lager erwärmen und dementsprechend je nach Ausrichtung, Lage und/oder Orientierung der Pumpe die Wärmeeinbringung in das Gesamtsystem insbesondere auch durch unterschiedliche Wirkungsgrade der Lagertypen sowohl verschieden verteilt als auch absolut unterschiedlich ist.In this case, it is particularly useful to use a different thermal characteristic depending on the orientation, since the quiescent currents or DC components heat the lossy bearings and accordingly depending on the orientation, location and / or orientation of the pump, the heat input into the overall system in particular by different Efficiencies of the bearing types both differently distributed and absolutely different.

Zudem ist eine Kühlung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bereich der Pumpe unterschiedlich gut möglich. Dabei sind in der Praxis Erwärmungen des ein Schwerpunktlager bildenden magnetischen Radiallagers 172 häufig deutlich schwieriger zu kühlen, als dies im Bereich des magnetischen Axiallagers 170 oder im Bereich anderer Radiallager möglich wäre. Die Pumpe 20 kann also, innerhalb gegebener Temperaturgrenzen, bei unterschiedlichen Orientierungen unterschiedlich große Mengen an Gas pumpen, bis die Drehzahl bzw. Leistung bei Erreichen von Warnschwellen oder Fehlergrenzen abgeregelt wird.In addition, a cooling depending on the respective area of the pump is possible in different ways. In this case, in practice, heating of the magnetic bearing 172 forming a gravity bearing is often much more difficult to cool than would be possible in the area of the magnetic thrust bearing 170 or in the area of other radial bearings. The pump 20 can therefore, within given temperature limits, pump at different orientations different amounts of gas until the speed or power is reduced when reaching warning thresholds or error limits.

Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann die durch die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 des erfindungsgemäßen Systems 2 durchgeführte Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung 4 betreibbar ist, insbesondere auch die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Kühlung wenigstens eines Bereichs der Einrichtung 4 umfassen.As also already mentioned, the determination, carried out by the control and / or evaluation unit 10 of the system 2 according to the invention, of the conditions under which the device 4 can be operated can also determine a cooling of at least one region of the device 4 dependent on the detected positional orientation include.

Fig. 9 zeigt hierzu in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer konvektionsgekühlten Einrichtung 4, bei der das erfindungsgemäße System anwendbar ist. Fig. 9 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a convection-cooled device 4, in which the system according to the invention is applicable.

In der Darstellung gemäß Fig. 9 ist die konvektionsgekühlte Einrichtung 4 so orientiert ist, dass sich deren Kühlrippen 176 in vertikaler Richtung erstrecken. Dagegen ist die konvektionsgekühlte Einrichtung 4 in der Darstellung gemäß Fig. 10 so orientiert, dass sich deren Kühlrippen 176 in horizontaler Richtung erstrecken.In the illustration according to Fig. 9 is the convection-cooled device 4 is oriented so that their cooling ribs 176 extend in the vertical direction. In contrast, the convection-cooled device 4 in the illustration according to Fig. 10 oriented so that their cooling fins 176 extend in the horizontal direction.

Derartige konvektionsgekühlte Einrichtungen 4 müssen frei in der richtigen Richtung umströmt werden, um ihre volle Leistungsfähigkeit zu erreichen. Dabei können insbesondere sich in horizontaler Richtung erstreckende Kühlrippen 176 (vgl. Fig. 10) zu einer geringeren Wärmeabgabe an die Umgebung und damit zu einer früheren Überhitzung der Einrichtung 4 führen. Mittels des erfindungsgemäßen Systems 2 bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nun auch hier sichergestellt werden, dass die betreffende Einrichtung 4 in der korrekten Einbauorientierung in Betrieb genommen wird, d.h. die Einrichtung 4 vor einer Inbetriebnahme entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 9 so ausgerichtet wird, dass sich die Kühlrippen 176 in vertikaler Richtung erstrecken.Such convection-cooled devices 4 must be freely circulated in the right direction to reach their full capacity. In particular, in the horizontal direction extending cooling fins 176 (see. Fig. 10 ) lead to a lower heat transfer to the environment and thus to an earlier overheating of the device 4. By means of the system 2 according to the invention or of the method according to the invention, it is now also possible to ensure that the relevant device 4 is put into operation in the correct installation orientation, ie the device 4 before being put into operation as shown in FIG Fig. 9 is aligned so that the cooling fins 176 extend in the vertical direction.

Eine häufige Installationsart von Vakuumpumpen ist auch das Anflanschen an Deckel oder Türen von großen Vakuum-Prozesskammern. Dabei ist es typischerweise das Ziel, für eine einfachere Wartung bzw. Reinigung alle relevanten Anbauteile gemeinsam abzunehmen und diese so zu lagern, dass alle Bestandteile gut zugänglich sind. Häufig werden auch Beschickungs- und Entnahmeöffnungen derart gestaltet, dass dort Pumpen mit angebaut sind. In bestimmten Fällen kann ein solcher Deckel oder eine solche Tür abgenommen und für die Wartung in einer anderen Lage abgelegt oder während eines Anlagenzyklus regelmäßig hin- und hergeklappt werden. Beide Fälle führen dazu, dass die Vakuumpumpe sich für diesen Zeitraum in einer Lageorientierung befindet, die einen Betrieb nicht oder nur mit Einschränkungen zulässt. Zudem werden Turbomolekularpumpen mit einer Schmiermittelversorgung überwiegend so konstruiert, dass sie im Stillstand auch außerhalb der vorgesehenen Betriebslage die Schmiermittelfüllung nicht verlieren bzw. sich die Schmiermittelfüllung nicht in bestimmte Bereiche verläuft. Dies trifft jedoch nur für die stillstehende Vakuumpumpe zu. Außerhalb der vorgesehenen Ausrichtung darf die Pumpe in der Regel nicht in Betrieb genommen werden, da es sonst zu Schmiermittelverlusten im Bereich des Schöpfraums kommen kann.A common type of installation of vacuum pumps is also the flanging on the lid or doors of large vacuum process chambers. It is typically the goal to remove all relevant attachments together for easier maintenance and cleaning and store them so that all components are easily accessible. Often also loading and unloading openings are designed in such a way that pumps are mounted there. In certain cases, such a lid or door can be removed and stored for maintenance in another location or regularly folded back and forth during a plant cycle. Both cases result in the vacuum pump being in a positional orientation for this period, which does not permit operation or only with restrictions. In addition, turbomolecular pumps with a lubricant supply are predominantly designed in such a way that they do not lose the lubricant filling at standstill, even outside the intended operating position, or the lubricant filling does not run into specific areas. However, this only applies to the stationary vacuum pump. Outside the intended As a rule, the pump must not be put into operation because otherwise there could be lubricant losses in the area of the pump chamber.

Auch in diesem Fall versetzt die Kenntnis der aktuellen Orientierung die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 des Systems 2 (vgl. Fig. 1), die in die Steuerelektronik der Pumpe integriert oder auch getrennt von dieser vorgesehen sein kann, in die Lage, Startanforderungen gegebenenfalls mit einer Fehlermeldung abzulehnen, so dass die Integrität der Pumpe und insbesondere deren Schmiermittelversorgung gesichert bleibt.Also in this case, the knowledge of the current orientation offset the control and / or evaluation unit 10 of the system 2 (cf. Fig. 1 ), which may be integrated into the control electronics of the pump or may be provided separately therefrom, capable of rejecting starting requests, if necessary with an error message, so that the integrity of the pump and in particular its lubricant supply remains assured.

Generell kann die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 des erfindungsgemäßen Systems 2 in der Steuerelektronik der betreffenden Einrichtung 4 oder auch getrennt davon vorgesehen sein.In general, the control and / or evaluation unit 10 of the system 2 according to the invention may be provided in the control electronics of the relevant device 4 or else separately therefrom.

Zudem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die betreffenden Bedingungen, unter denen die Einrichtung 4 gegebenenfalls betreibbar ist, zumindest teilweise durch die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 10 des erfindungsgemäßen Systems 2 selbst herbeigeführt oder zumindest eingeleitet werden können.In addition, according to the invention it can be provided that the relevant conditions under which the device 4 is optionally operable, at least partially by the control and / or evaluation unit 10 of the system 2 according to the invention itself induced or at least initiated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22

Systemsystem

44

EinrichtungFacility

66

Lagedetektorposition detector

88th

Ausgangssignaloutput

1010

Steuer- und/oder AuswerteeinheitControl and / or evaluation unit

1212

Rotorwellerotor shaft

1414

Rotationsachseaxis of rotation

1616

Rotorscheiberotor disc

1818

WiedergabeeinheitPlayback unit

2020

Pumpe, VakuumpumpePump, vacuum pump

2222

Hilfseinrichtung, SchmiermittelpumpeAuxiliary device, lubricant pump

2626

Statorscheibestator

3636

Distanzringspacer

5050

Schöpfbereichadding area

5858

Pfeilarrow

6868

Einlassflanschinlet flange

7070

Pumpeneinlasspump inlet

7272

Gehäusecasing

7474

Rotornaberotor hub

76, 7876, 78

Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve

80, 8280, 82

Holweck-StatorhülseHolweck stator

8484

Drehlagerpivot bearing

8686

PermanentmagnetlagerPermanent magnetic bearings

8888

rotorseitige LagerhälfteRotor-side bearing half

9090

statorseitige Lagerhälftestator side half

92, 9492, 94

permanentmagnetischer Ringpermanent magnetic ring

9696

radialer Lagerspaltradial bearing gap

9898

Fanglagersafety bearing

100100

Spritzmutterspray mother

102102

saugfähige Scheibeabsorbent disc

104104

Antriebsmotordrive motor

106106

Steuereinheitcontrol unit

108108

Pumpenauslasspump outlet

110110

Förderpumpefeed pump

112112

Vorlaufleader

114114

erster Rücklauffirst return

116116

zweiter Rücklaufsecond return

118118

Spaltgap

120120

erster Rücklaufkanalfirst return channel

122122

erstes Reservoirfirst reservoir

124124

SpeicherStorage

126126

erster Einlassfirst inlet

128128

erster Arbeitsraumfirst working space

130130

Trennwandpartition wall

132132

Gehäusecasing

134134

Drehachseaxis of rotation

136136

Förderrotorfeed rotor

138138

Schieberpusher

140140

Drehrichtungdirection of rotation

142142

erster Auslassfirst outlet

144144

erster Vorlaufkanalfirst flow channel

146146

zweiter Rücklaufkanalsecond return channel

148148

Sammelbereichcollecting area

150150

zweites Reservoirsecond reservoir

152152

zweiter Arbeitsraumsecond workspace

154154

zweiter Einlasssecond inlet

156156

zweiter Auslasssecond outlet

158158

zweiter Vorlaufkanalsecond flow channel

160160

RücklaufverhinderungseinrichtungReturn prevention means

162162

Raumbereichspace area

164164

KugelBullet

166166

Antriebsmotordrive motor

168168

Antriebsmotordrive motor

170170

Axiallager (axiales Magnetlager)Thrust bearing (axial magnetic bearing)

172172

radiales Lager (radiales Schwerpunkt-Magnetlager)radial bearing (radial center of gravity magnetic bearing)

174174

radiales Lager (radiales Magnetlager)radial bearing (radial magnetic bearing)

176176

Kühlrippecooling fin

Claims (14)

Verfahren zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung (4), insbesondere einer Vorrichtung, wie einer Pumpe (20) oder Vakuumpumpe, oder eines der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienenden Gerätes,
bei dem die aktuelle Einbauorientierung der Einrichtung (4) durch wenigstens einen der Einrichtung (4) zugeordneten Lagedetektor (6) erfasst wird und mittels einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) überprüft wird, ob die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, sowie gegebenenfalls insbesondere auch ermittelt wird, unter welchen Bedingungen die Einrichtung (4) betreibbar ist.Method for determining and evaluating the installation orientation of a device (4), in particular a device, such as a pump (20) or vacuum pump, or a device for controlling, regulating and / or switching certain properties and / or functions of a device,
in which the current installation orientation of the device (4) is detected by at least one position detector (6) associated with the device (4) and checked by means of a control and / or evaluation unit (10) as to whether the device (4) is in the detected positional orientation may be operated, and where appropriate, in particular, also determines under what conditions the device (4) is operable. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung nicht betrieben werden darf, eine Fehlermeldung erzeugt wird.Method according to claim 1,
characterized in that by means of the control and / or evaluation unit (10) in the case that it has been determined that the device (4) may not be operated in the detected position orientation, an error message is generated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, außer der Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung (4) betreibbar ist, auch ermittelt wird, ob der Betrieb der Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einem normalen und entsprechend unkritischen Betrieb entspricht oder einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt.Method according to claim 1 or 2,
characterized in that by means of the control and / or evaluation unit (10) in the event that it has been determined that the device (4) may be operated in the detected positional orientation, except for the determination of the conditions under which the device (4) is also determined whether the operation of the device (4) in the situation and under the relevant conditions corresponds to a normal and correspondingly uncritical operation or represents a particularly critical borderline case. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass der Betrieb der Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt, eine insbesondere qualifizierte Warnmeldung erzeugt wird.Method according to claim 3,
characterized in that by means of the control and / or evaluation unit (10) in the case that it has been determined that the operation of the device (4) in the detected position orientation and under the relevant conditions represents a particular critical limit case, a particularly qualified warning message is produced. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung (4) betreibbar ist, die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Leistungsbegrenzung für die Einrichtung (4), die Ermittlung eines von der erfassten Lageorientierung abhängigen Ruhestroms für wenigstens ein, insbesondere aktiv geregeltes, Magnetlager der Einrichtung (4), und/oder die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Kühlung wenigstes eines Bereichs der Einrichtung (4) umfasst.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the determination of the conditions under which the device (4) is operable, the determination of a dependent of the detected positional orientation power limitation for the device (4), the determination of a dependent of the detected positional biasing quiescent current for at least one, in particular active controlled, magnetic bearing of the device (4), and / or the determination of a dependent of the detected position orientation cooling least of a portion of the device (4). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Einbauorientierung der Einrichtung (4) durch wenigstens einen der Einrichtung zugeordneten schaltenden Sensor, insbesondere Flüssigkeitslageschalter, oder wenigstens einen Beschleunigungssensor, insbesondere einen mikro-elektro-mechanischen Beschleunigungssensor, erfasst wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the current installation orientation of the device (4) by at least one of the device associated switching sensor, in particular liquid contact switch, or at least one acceleration sensor, in particular a micro-electro-mechanical acceleration sensor is detected. System (2) zur Ermittlung und Bewertung der Einbauorientierung einer Einrichtung (4), insbesondere einer Vorrichtung, wie einer Pumpe (20) oder Vakuumpumpe, oder eines der Steuerung, Regelung und/oder Schaltung bestimmter Eigenschaften und/oder Funktionen einer Vorrichtung dienenden Gerätes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche,
mit wenigstens einem der Einrichtung (4) zugeordneten Lagedetektor (6) zur Erfassung der aktuellen Einbauorientierung der Einrichtung (4) sowie einer auf die Ausgangssignale (8) des Lagedetektors (6) ansprechenden Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10), die dazu ausgebildet ist, automatisch zu überprüfen, ob die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, und gegebenenfalls insbesondere auch automatisch zu ermitteln, unter welchen Bedingungen die Einrichtung (4) betreibbar ist.System (2) for determining and evaluating the installation orientation of a device (4), in particular a device, such as a pump (20) or vacuum pump, or a device for controlling, regulating and / or switching certain properties and / or functions of a device, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims,
with at least one of the device (4) associated with position detector (6) for detecting the current installation orientation of the device (4) and one on the output signals (8) of the position detector (6) responsive control and / or evaluation unit (10) formed therefor is to check automatically whether the device (4) may be operated in the detected position orientation, and if necessary, in particular also automatically determine under what conditions the device (4) is operable. System nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) überdies dazu ausgebildet ist, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung nicht betrieben werden darf, eine Fehlermeldung zu erzeugen.System according to claim 7,
characterized in that the control and / or evaluation unit (10) is also designed to generate an error message in the event that it has been determined that the device (4) may not be operated in the detected positional orientation. System nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) ferner dazu ausgeführt ist, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass die Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung betrieben werden darf, außer zur Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung (4) betreibbar ist, auch zu ermitteln, ob der Betrieb der Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einem normalen unkritischen Betrieb entspricht oder einen, insbesondere kritischen, Grenzfall darstellt.System according to claim 7 or 8,
characterized in that the control and / or evaluation unit (10) is further designed, in the event that it has been determined that the device (4) may be operated in the detected positional orientation, except for determining the conditions under which the Device (4) is operable to determine whether the operation of the device (4) in the recorded position orientation and under the conditions corresponds to a normal non-critical operation or constitutes a, in particular critical, borderline case. System nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) ferner dazu ausgeführt ist, in dem Fall, dass ermittelt wurde, dass der Betrieb der Einrichtung (4) in der erfassten Lageorientierung und unter den betreffenden Bedingungen einen insbesondere kritischen Grenzfall darstellt, eine insbesondere qualifizierte Warnmeldung zu erzeugen.System according to claim 9,
characterized in that the control and / or evaluation unit (10) is further designed, in the event that it has been determined that the operation of the device (4) in the detected position orientation and under the conditions in question is a particularly critical limit case, to generate a particularly qualified warning message. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (10) durchgeführte Ermittlung der Bedingungen, unter welchen die Einrichtung (4) betreibbar ist, die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Leistungsbegrenzung für die Einrichtung (4), die Ermittlung eines von der erfassten Lageorientierung abhängigen Ruhestroms für wenigstens ein, insbesondere aktiv geregeltes, Magnetlager der Einrichtung (4), und/oder die Ermittlung einer von der erfassten Lageorientierung abhängigen Kühlung wenigstes eines Bereichs der Einrichtung (4) umfasst.System according to one of claims 7 to 10,
characterized in that the determination carried out by the control and / or evaluation unit (10) of the conditions under which the device (4) is operable, the determination of a dependent of the detected positional orientation power limitation for the device (4), the determination of a From the detected positional orientation dependent quiescent current for at least one, in particular actively controlled magnetic bearing of the device (4), and / or the determination of a dependent of the detected position orientation cooling at least a portion of the device (4). System nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass als Lagedetektor (6) ein schaltender Sensor, insbesondere ein ein- oder mehrachsiger Flüssigkeitslageschalter, oder ein Beschleunigungssensor, insbesondere ein ein- oder mehrachsiger mikro-elektro-mechanischer Beschleunigungssensor vorgesehen ist.System according to one of claims 7 to 11,
characterized in that as a position detector (6) a switching sensor, in particular a single- or multi-axis liquid-level switch, or an acceleration sensor, in particular a single or multi-axis micro-electro-mechanical acceleration sensor is provided. System nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) eine Pumpe (20), insbesondere eine Vakuumpumpe, umfasst.System according to one of claims 7 to 12,
characterized in that the device (4) comprises a pump (20), in particular a vacuum pump. System nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) außer der Pumpe (20) eine mit dieser verbundene Hilfseinrichtung (22), insbesondere eine Schmiermittelpumpe, umfasst, wobei wenigstens ein Lagedetektor (6) der Pumpe (20) und/oder wenigsten ein Lagedetektor (6) der Hilfseinrichtung (22) zugeordnet ist.System according to claim 13,
characterized in that the device (4) except the pump (20) comprises an auxiliary device (22) connected thereto, in particular a lubricant pump, wherein at least one position detector (6) of the pump (20) and / or at least one position detector (6 ) is assigned to the auxiliary device (22).

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