JPH0324594B2

JPH0324594B2 -

Info

Publication number: JPH0324594B2
Application number: JP57218503A
Authority: JP
Inventors: Berugesu Hansuupeetaa; Furiiden Peetaa; Kaberitsutsu Hansuupeetaa
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1991-04-03
Also published as: DE3265261D1; EP0084085B1; DE3150033A1; US4483667A; EP0084085A1; JPS58107894A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、吸気管接続部に弁を備えた真空ポン
プであつて、吸気管接続部に設けられた弁が、シ
リンダ・ピストン装置のピストンと結合された閉
鎖部材を有しており、シリンダに圧力媒体導管の
一端が開口していて、該圧力媒体導管の他端に、
ポンプの運転状態に関連して圧力媒体導管を開閉
する弁が設けられている形式のものに関する。本
発明はさらに、ポンプの運転状態に関連して働く
吸気管接続部用弁を備えた真空ポンプのための有
利な運転方法に関する。

ロータリ真空ポンプは、高い真空値を得るため
に、シール液体有利にはオイルを伴なつて駆動さ
れる。オイルは同時に軸受けの潤滑及びポンプの
冷却のために役立つ。それが通常のスイツチ遮断
によるものであつても停電又は別の運転生涯によ
るものであつても、このようなポンプの停止後に
は、特に排気鐘が真空下にある場合にはオイルが
排気鐘に逆流し、排気鐘が不都合に汚染されると
いう危険が生じる。この欠点を回避するために一
連の解決策が知られており、これらの解決策は、
論文“Saugstutzensperre verhindert
Oelruecksteigen in rotierenden
Vakuumpumpen”（ロータリ真空ポンプにおけ
るオイル逆流を回避する吸気管片用遮断機構）機
械マーケツト、ヴエルツブルグ、79（1973）、54、
1191〜1193ページに記載されている。特にこの論
文には、冒頭に延べた形式の吸気管接続部用弁を
備えた真空ポンプが記載されている（同論文の第
４図）。圧力媒体としては空気が働き、圧力媒体
導管の流入開口はポンプの運転状態に応じて閉鎖
又は開放する。このために、ポンプ軸に配置され
た遠心スイツチが設けられており、この遠心スイ
ツチによつて圧力媒体導管の流入開口はポンプ始
動時には閉鎖される。これによつて、吸気管接続
部用弁の閉鎖部材の開放運動が生ぜしめられる。
いかなる理由からであろうとも真空ポンプが停止
すると、遠心スイツチは流入開口を開放し、この
結果、大気圧下にある空気は吸気管接続部用弁の
ピストンを備えたシリンダに進入して吸気管接続
部用弁の閉鎖運動が生ぜしめられる。またこの公
知の真空ポンプには、吸気管接続部用弁の閉鎖運
動の導入後にポンプ室の排気を行うノズルが設け
られている。

この公知の解決策における欠点は、吸気管接続
部に接続された排気鐘における圧力を上昇せしめ
る不都合な吸気が今なお生ずるということであ
る。なぜならば、吸気管接続部用弁のピストンを
運動せしめる空気のピストンとシリンダとの間に
ある一部が、吸気管接続部用弁がまだその閉鎖位
置を占める前に吸込み室に達することは、公知の
解決策においては完全に回避され得ないからであ
る。さらに付加的に空気は、ポンプ室の排気のた
めに働くノズルを通つて吸込み室に進入し、これ
によつて吸気を増大させる。公知の解決策では不
都合な吸気は、ピストンとシリンダとの間の遊び
を極めて狭くすること及び、ポンプの後の排気の
ために働くノズルを放棄することによつてしか回
避され得ない。しかしながらこのような解決策に
は、停止後におけるポンプ室の自動的な排気がも
はや行われないという欠点のみならず、極めて僅
かな許容誤差で製作されたシリンダ・ピストン装
置は汚染に対して敏感であるという欠点がある。
例えば、オイルによつてシールされるロータリベ
ーンポンプにおいてしばしば発生するオイル汚染
が生じた場合に、このような吸気管接続部用弁は
もはや確実に作動することはできない。開放時間
は著しく延長され、つまり、僅かな圧力差では弁
はもはやまつたく開放しない。また、遊びが僅か
であることの別の欠点としては、製作費用の著し
い増大がある。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に延べた形式の、
吸気管接続部に弁を備えた真空ポンプを改良し
て、吸気管接続部に設けられた弁のためのシリン
ダ・ピストン装置に比較的大きな許容誤差がある
場合でも、不都合な吸気が事実上もはや生じない
真空ポンプを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
圧力媒体導管の流入開口の上に、該流入開口をオ
イルによつておおうために、大気に向かつて開放
したオイル貯えタンクが配置されており、流入開
口をおおつているオイルの量が、ピストンとシリ
ンダとの間にある間〓を閉鎖過程中においてシー
ルするためにしか役立たないほど僅かである。

このように構成されたポンプが停止された場合
には、少なくともまず初めに空気ではなくオイル
が、吸気管接続部に設けられた弁を操作するため
に働くピストンの下に達し、この結果吸気がもは
や生じ得なくなる。そしてオイルがそのシール作
用を満たした後で、空気がピストンの下に達す
る。吸気管接続部用弁のこのようなハイドロニユ
ーマチツク式の操作は、純然たるハイドロニユー
マチツク式の操作に比べて、閉鎖時間を著しく短
縮することができる。

また、真空ポンプを運転する本発明による方法
では、吸気管接続部用弁を作動するためのシリン
ダに、まず初めシールを目的としてオイルを、次
いで空気を圧力媒体として供給するようになつて
いる。

この本発明の方法によつて、吸気管接続部用弁
のためのシリンダ・ピストン装置における確実な
シール、ひいては不都合な吸気を確実に防止する
ことが可能になる。

本発明の有利な実施態様によれば、圧力媒体導
管の流入開口をおおつているオイルの量が、シリ
ンダ壁に対して及び場合によつてはポンプ室を後
で排気するために設けられたノズルに対してピス
トンをシールするためにしか役立たないほど僅か
である。このように構成されていると、オイルが
シール機能を果した後で、空気がピストンの下に
達する。吸気管接続部用弁のこのようなハイド
ロ・ニユーマチツク式の作動には、完全にハイド
ロリツク式の作動に比べて閉鎖時間が著しく短い
という利点がある。

本発明のさらに別の有利な実施態様では、ピス
トンとシリンダとの間の遊びが、吸気管接続部用
弁の閉鎖後に所与の間〓を介してポンプ室の排気
が行われるほど大きく選択されている。このよう
に構成されていると、ポンプ室を排気するための
別体のノズルはもはや必要ない。さらに、比較的
大きな遊びを有するシリンダ・ピストン装置の製
作費は比較的廉価である。

本発明の枠内における別の利点としては、オイ
ル回路、特に真空ポンプの軸受への給油に役立つ
オイル回路における圧力に関連して、吸気管接続
部用弁の制御が行われ得るということが挙げられ
る。これによつて、特に簡単かつ確実な形式で吸
気管接続部用弁のハイドロ・ニユーマチツク式の
作動が実現され得る。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図には主として本発明による真空ポンプ
の、本発明の枠内で特に重要な部分だけが略示さ
れている。第１図では、部分的にオイルで満たさ
れている外側のポンプケーシング又はオイルケー
スが符号１で示されている。さらに、弁４を備え
た吸気管接続部３が断面図で示されており、吸気
管接続部に設けられた弁４は、開口６を備えたプ
レート状の弁座５と弁皿７とから成つている。弁
皿７は、シリンダ９のなかに摺動可能に配置され
たピストン８と結合されている。

ポンプのオイル回路は吸込み導管１１によつて
形成されていて、この吸込み導管１１を介してオ
イルケース１のオイル溜め２におけるオイルは、
オイルポンプ１２によつてオイル圧力導管１３に
圧送される。オイル圧力導管１３の流出開口１４
の範囲には、所望のオイル圧（1.5〜２バール、
有利には1.7バール）を維持するために働く絞り
１５が配置されており、この絞り１５を介して圧
力はオイルケース１における圧力に低下させられ
る。分岐導管１６，１７，１８を介して、ポンプ
に設けられた軸受に圧力オイルが供給される。オ
イル供給導管として働く３つの分岐導管は、２つ
のロータの２つの終端軸受と１つの中間軸受とに
オイルを供給することが必要な２段式ポンプにお
いて必要である。１段式ポンプの場合には、３つ
の分岐導管のうちの２つだけで十分である。分岐
導管１６，１７，１８に流入したオイルは、軸受
を貫流した後で再びオイル溜め２に戻る。

オイル圧力導管１３においてオイルポンプ１２
の直ぐ後ろには、オイルフイルタ１９が接続され
ており、これによつて、浄化されたオイルだけが
オイル圧力導管１３及びこれに接続された分岐導
管１６，１７，１８を通つて流れる。

別の分岐導管２１は、制御ピストン２３を内蔵
している制御シリンダ２２に開口している。制御
ピストン２３の、分岐導管２１の開口部とは反対
の側において、制御シリンダ２２には圧力媒体導
管２４が開口している。この圧力媒体導管２４の
他端部はピストン８の、弁皿７とは反対の側にお
いてシリンダ９と接続されている。制御シリンダ
２２への圧力媒体導管２４の流入開口２５は弁座
として構成されている。このために流入開口２５
にはシール隆起部２７を備えた挿入体２６が差し
込まれている。制御ピストン２３に設けられかつ
該制御ピストン２３に比べて減じられた直径を有
する円柱形の付加部２９の端面２８は、閉鎖部材
として働く。制御ピストン２３は、圧力媒体導管
２４の流入開口２５を備えた端壁３２の制御ピス
トン２３との間に配置されかつ圧縮ばねとして構
成されているばね３１の作用下にある。円柱形の
付加部２９はねじ山３３を介して制御ピストン２
３にねじ込まれているので、制御弁２７，２８の
閉鎖状態において作用するばね３１の力に影響を
与えることができる。

制御シリンダ２２には、上方に向かつて開放し
ている小さな容積のオイル貯えタンク３５と接続
している別の導管３４が開口している。制御シリ
ンダ２２への導管３４の開口部は、制御ピストン
２３の、分岐導管２１の開口部のは反対の側に位
置している。

第１図に示されたように構成されたポンプの運
転中に、オイルポンプ１２はオイル溜め２からオ
イルをオイル圧力導管１３に伝送する。オイルポ
ンプ１２はロータリーベーンポンプ又は歯車ポン
プとして構成されていてもよいし、公知のように
駆動装置としてポンプ軸と連結されていてもよい
（英国特許第875444号明細書）。オイルポンプ１２
の吐出特性及び絞り１５の寸法は、真空ポンプの
始動後にオイル圧力導管１３において所望のオイ
ル圧が生ぜしめられかつ保たれるように設定され
ている。このオイル圧は制御ピストン２３に作用
してばね３１の力を克服し、これによつて圧力媒
体導管２４の流入開口２５は閉鎖される。弁４は
開放位置に位置しており、この結果、吸気管接続
部３に接続された排気鐘は排気される。

この運転状態ではオイル圧力導管１３を所定の
オイル量Q₁，Q₂，Q₃が貫流する。制御ピストン
２３は制御シリンダ２２の壁と協働して比較的大
きな間〓３６を形成しているので、制御ピストン
２３の下側の制御シリンダ２２及びオイル貯えタ
ンク３５はオイルで満たされる。間〓３６によつ
てオイル量Q₄の一定のオイル流が保たれる。余
分なオイルはオイル貯えタンク３５からオイル溜
め２に再び戻される。オイルポンプ１２は、全オ
イル回路に過剰なオイルが供給されるようにな
り、つまり、いかなる場合でもポンプが必要とす
るよりも多くのオイルがオイル回路を流れるよう
に、設定されている。

ポンプが停止されると、同時にオイルポンプ１
２によつて圧送されるオイル量が減少してオイル
圧力導管１３におけるオイル圧が低下する。所定
の圧力を下回ると、流入開口２５が開放され、こ
の結果、オイル貯えタンク３５におけるオイル表
面に作用する大気圧によつてオイルは圧力媒体導
管２４内に押し込まれ、シリンダ９におけるピス
トン８の下に達する。ピストン２３の下側及びオ
イル貯えタンク３５にあるオイル量は極めて僅か
であり、シリンダ９に達するオイルが、ピストン
８をシリンダ壁に対してシールするためにしか役
立たないぐらいである。ピストン８を操作するた
めの本来の圧力媒体は、オイルへの接続部におい
てオイル貯えタンク３５を通つて圧力媒体導管２
４に達する空気である。ゆえに制御シリンダ２２
及びオイル貯えタンク３５にあるオイル量は、一
方においては閉鎖過程中にピストン８とシリンダ
壁との間のシールが確実に行われるように、かつ
他方においては停止直後にポンプが排気されるよ
うに、選択されている。これによつて、不都合な
吸気なしに弁４が閉鎖されるようになる。この弁
４が閉鎖されて、後から押し寄せる空気によつて
ピストン８とシリンダ壁との間にあるオイルが押
し退けられた後で、さらにポンプ室の排気が行わ
れる。吸気管接続部に設けられた弁の制御機能は
オイルフイルタ１９の存在とは無関係である。す
なわち、オイルフイルタ１９のないオイル回路に
おいても（破線で示された導管区分２０参照）弁
４及びその制御機構は申し分なく働く。

弁４の上述の構成及び、オイル圧に関連して働
く弁４の制御機構の特別な利点としては次のこと
が挙げられる。すなわち、両シリンダ・ピストン
装置８，９；２２，２３はピストンとシリンダと
の間の所望の間〓に基づいてほとんど誤差が生ぜ
ず、ゆえに特別な費用をかけることなしに製作可
能である。流れるオイル量Q₁，Q₄及び絞り箇所
の直径を相応に選択すること並びにばね３１の力
を相応に適合させることによつて制御機構は、オ
イル回路における比較的小さな圧力降下（例えば
約1.7バールの目標圧力から1.4バールへの降下）
時にも圧力媒体導管２４の流入開口２５が開放さ
れるように、調整され得る。弁４の応働時間はハ
イドロ・ニユーマチツク式の作動に基づいて極め
て早く、これによつて、真空ポンプの最終的な停
止の前における弁４の閉鎖が保証されている。ポ
ンプ軸に配置されたオイルポンプによつて供給さ
れるオイルの、オイル回路におけるオイル圧を用
いて弁４を制御することには通常、迅速かつ確実
な運転形式が得られるという利点がある。それと
いうのは、オイル回路におけるオイル圧によつて
ポンプの運転状態を明確に導き出すことができる
からである。

オイル圧力導管１３の流出開口１４には弾性的
なカバー４１が配属されている。このカバー４１
は壁４２の、流出開口１４の範囲における特別な
形状と共に多くの機能を果している。流出開口１
４は壁４２に設けられた同心的な溝４３によつて
取り囲まれている。この溝４３は、ポンプ室に送
られるオイルが貫流する孔４４と接続されてい
る。この孔４４には同様に絞り４５が設けられて
おり、この絞り４５の寸法はその都度のポンプの
オイル必要量及び吸込み能力に合わせられてい
る。有利には、弾性的なスチールバンド区分から
成つている弾性的なカバー４１は、オイル圧力導
管１３の流出開口４１及び孔４４をおおつてい
る。カバー４１の弾性力及びオイル通路（流出開
口１４とカバー４４）と固定箇所４６，４７との
間の距離は、カバー４１が流出開口１４から流出
するオイルのために、無視できるほどの圧力差し
か生ぜしめないように選択されている。実際には
オイルはオイルケース１における圧力で流出開口
１４から流出する。さらにオイル回路のこの箇所
においても、オイル回路には過剰のオイルが貫流
するということが言える。すなわち、ポンプの終
圧運転時においても、孔４４もしくは絞り４５を
通してポンプによつて吸い込まれるよりも多くの
オイルが流出開口１４を通つて流出する。

ポンプの運転中には絞り１５によつて圧力オイ
ルはオイルケース１における圧力にまで降下せし
められ、まず初め、流出開口１４を取り囲む溝４
３に流入する。孔４４と接続されているこの溝４
３からオイルの一部は、ポンプ室の吸込み作用に
基づいて孔４４及び絞り４５を貫いて流れる。そ
して余分なオイルはオイル溜め２に戻る。弾性的
なカバー４１によつて、流出開口１４から流出さ
れたオイルだけが孔４４及び絞り４５を通つて流
れることが保証されている。ゆえにポンプ室に
は、オイルフイルタ１９を貫流したオイルのみが
達する。この結果、汚れたオイルによつてポンプ
室が損傷されることはもはやなくなる。さらにポ
ンプは自己吸込み式ポンプのように作業する。す
なわちポンプは、同ポンプに必要なオイル量を自
分で規定することができる。例えば高い圧力範囲
においても僅かなオイル量しか絞り４５を貫流し
ないので、ポンプから吐出される媒体が不都合な
ほど多くの油蒸気を含むことはない。しかしなが
らそれにもかかわらず、軸受への圧力オイルの供
給は保証されている。

さらに、弾性的なカバー４１及び溝の特殊な構
成によつてポンプ停止時にはオイルが遮断され
る。この運転状態では、孔４４を貫いて作用する
負圧がポンプ室において生じ、弾性的なカバー４
１は壁４２に密に接触している。これによつてカ
バー４１は孔４４を完全に遮断し、真空ポンプへ
のオイル供給は中断される。この解決策によつて
さらに別の利点が得られる。例えば、誤つた電流
接続によつてポンプが不本意に逆回転した場合に
吸気管接続部において不都合なオイル上昇が発生
するという問題が一般的に存在しているが、上述
の配置形式によればこのようなオイル上昇は確実
に回避される。

第２図にはロータリベーン真空ポンプが示され
ている。ポンプの運転中には吐出されるガスは吸
気管接続部３及び開いている弁４を通つて、矢印
で示されている吸込み通路５１を介してポンプ室
５２に達する。このポンプ室５２にはベーン５４
を備えたロータ５３が配置されている。圧縮され
たガスは流出通路５５を通つてオイルケース１に
達する。オイルケース１は破線５６のところまで
オイルで満たされているので、弾性的なカバー４
１はオイル面の下に位置している。本来の排気管
接続部は図示されていない。

オイルケース１のなかに配置されたポンプ体５
７の端壁である壁４２はその下端部分だけが示さ
れている。この壁４２を−線の高さで破断し
た図及び−線の高さで破断した図が第３図及
び第４図に示されている。壁４２において、絞り
１５を備えたオイル圧力導管１３は終つている。
絞り１５によつてオイルケース１の圧力にまでオ
イルが降圧される前に、壁４２に配置された図示
されていないポンプ軸軸受の潤滑は、孔として形
成された分岐導管１７を介して行われる。この分
岐導管１７は外方に対しては挿入体５８によつて
閉鎖されている。

弾性的なカバー４１（第２図の破線参照）は壁
４２にねじ（固定箇所４６，４７）で固定されて
いる。カバー４１は流出開口１４及び孔４４並び
に流出開口１４を取り囲んでいる溝４３をおおつ
ている。絞り１５は壁４２の両側の孔によつて形
成されている。絞り４５はねじ山５９を介して壁
４２にねじ込まれているので、ポンプの吸込み能
力に応じて種々異なつた絞りを使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はハイドロ・ニユーマチツク式に制御さ
れる吸気管片用弁を備えた本発明による真空ポン
プのオイル回路の略示図、第２図はポンプ本体の
前側の端壁を一部破断して本発明による真空ポン
プの１実施例を示す図、第３図は第２図の−
線に沿つてポンプ本体の端壁を断面した図、第４
図は第２図の−線に沿つてポンプ本体の端壁
を断面した図である。１……オイルケース、２……オイル溜め、３…
…吸気管接続部、４……弁、６……開口、７……
弁皿、８……ピストン、９……シリンダ、１１…
…吸込み導管、１２……オイルポンプ、１３……
オイル圧力導管、１４……流出開口、１５，４５
……絞り、１６，１７，１８，２１……分岐導
管、１９……オイルフイルタ、２０……導管区
分、２２……制御シリンダ、２３……制御ピスト
ン、２４……圧力媒体導管、２６，５８……挿入
体、２７……シール隆起部、２８……端面、２９
……付加部、３１……ばね、３２……端壁、３
３，５９……ねじ山、３４……導管、３５……オ
イル貯えタンク、３６……間〓、４１……カバ
ー、４２……壁、４３……溝、４４……孔、４
６，４７……固定箇所、５１……吸込み通路、５
２……ポンプ室、５３……ロータ、５４……ベー
ン、５５……流出通路、５６……破線、５７……
ポンプ体。

Claims

【特許請求の範囲】１吸気管接続部３に弁４を備えた真空ポンプで
あつて、吸気管接続部３に設けられた弁４が、シ
リンダ・ピストン装置８，９のピストン８と結合
された閉鎖部材７を有しており、シリンダ９に圧
力媒体導管２４の一端が開口していて、該圧力媒
体導管の他端に、ポンプの運転状態に関連して圧
力媒体導管２４を開閉する弁２７，２８が設けら
れている形式のものにおいて、圧力媒体導管２４
の流入開口２５の上に、該流入開口をオイルによ
つておおうために、大気に向かつて開放したオイ
ル貯えタンク３５が配置されており、流入開口２
５をおおつているオイルの量が、ピストン８とシ
リンダ９との間にある間〓を閉鎖過程中において
シールするためにしか役立たないほどに僅かであ
ることを特徴とする、吸気管接続部に弁を備えた
真空ポンプ。２ピストン８とシリンダ９との間の遊びが、吸
気管接続部に設けられた弁の閉鎖後に所与の間〓
を介してポンプ室の排気が行われるほど大きく選
択されている、特許請求の範囲第１項記載の真空
ポンプ。３別体のオイルポンプ１２を備えたオイル回路
１１，１３が設けられていて、該オイル回路が、
大気圧を上回るオイル圧の存在する区分１３を有
しており、該区分１３にオイル貯えタンク３５が
絞り３６を介して接続されている、特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の真空ポンプ。４オイルポンプ１２がポンプ軸に配置されてい
る、特許請求の範囲第３項記載の真空ポンプ。５オイル回路１１，１３の区分１３に、オイル
圧に関連して弁２７，２８を操作するための制御
機構２２，２３，３１が配属されている、特許請
求の範囲第３項又は第４項記載の真空ポンプ。６制御手段が別のシリンダ・ピストン装置２
３，２４を有している、特許請求の範囲第５項記
載の真空ポンプ。７ピストン２３の片側ではオイル回路１１，１
３の区分１３と接続された導管２１が、ピストン
２３の他方の側では圧力媒体導管２４がシリンダ
２２に開口している、特許請求の範囲第６項記載
の真空ポンプ。８圧力媒体導管２４の流入開口２５が、ピスト
ン２３と結合された閉鎖部材が配属されている弁
座２６，２７を形成している特許請求の範囲第７
項記載の真空ポンプ。９閉鎖部材が、ピストン２３にねじ込み可能な
付加部２９である、特許請求の範囲第８項記載の
真空ポンプ。１０ピストン２３が、該ピストン２３の片側に
おけるオイル圧とは逆向きに作用するばね力を備
えたばね３１の作用下にある特許請求の範囲第７
項から第９項までのいずれか１項記載の真空ポン
プ。１１ピストン２３の、導管２１の開口部とは反
対の側において、大気に向かつて開いているオイ
ル貯えタンク３５がシリンダ２２に接続されてお
り、シリンダ２２とピストン２３との間にある間
〓３６が、真空ポンプの運転中に同間〓３６を貫
流する連続的なオイル流が保たれるほどに大きく
選択されている特許請求の範囲第６項から第１０
項までのいずれか１項記載の真空ポンプ。１２シリンダ・ピストン装置８，９のピストン
８と結合された閉鎖部材７を有していてしかもポ
ンプの運転状態に関連して働く吸気管接続部用弁
４を備えた真空ポンプを運転する方法であつて、
吸気管接続部用弁４を作動するためにシリンダ９
に圧力媒体を供給する形式のものにおいて、シリ
ンダ９にまず初めシールを目的としてオイルを、
次いで空気を圧力媒体として供給することを特徴
とする、真空ポンプの運転方法。