JPH08511075A - 電子モータ同期付き吐出機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも２つのロータ（１４a−c）を有する圧縮性媒体のための吐出機械において、上記ロータは輪郭体として形成され、その輪郭は回転中に歯車のように互いにかみ合い、個々のロータは夫々それら自身のモータ（９a−c）によって駆動され、電子的な閉ループおよび／あるいは開ループ制御ユニット（１;２５a−c）によって吐出機のユニット段階の伝達比に従って回転速度および角度位置における同期性が維持される。エレクトロニクスがポンプの更なる操作データを監視するため、および回転速度を変化させることによってポンプの出力を調和させるために使用される。また、上記エレクトロニクスは過負荷防護として使用される。ロータの回転速度と回転姿勢は個々にかつ互いに独立して制御され、要求姿勢値は主制御ユニット（１）によって個々の制御ユニット（２５a−c）に対して指定される。

Description

【発明の詳細な説明】 電子モータ同期付き吐出機械 本発明は圧縮性媒体のための吐出機械、特に乾式稼働減圧吐出ポンプに関する 。この吐出機械は輪郭付けられた本体として形成される少なくとも２つのロータ を有し、その輪郭は回転中に歯車の様に互いにかみ合い、互いに接触すること無 く稼働する。そして、ロータはそれら自身のモータによってそれぞれ駆動される 。 これら吐出機械は常に多軸機械である。これら軸に配置されたロータ輪郭体は ハウジングの中で稼働し、具体的に、端部および外周において互いに対して又輪 郭体を囲むハウジング壁に対して輪郭体の両逃げ面（フランク）間の非常に狭い 間隙でロータ輪郭体は稼働する。個々のロータの逃げ面とハウジング内壁との間 の空間は、輪郭体の回転によって解放され、再び収縮される。配送物質は、空間 の解放中に、適切に配置された制御端またはポートを通ってこの空間に流入する ことができ、圧縮された媒体は、空間の圧縮中に、別の適切な制御端またはポー トを通って再び流出することができる。 一方において、最適のやり方で配送機能が果たせるように、即ち、稼働信頼性 の高効率と高水準が達成されように、互いに対して、またハウジング壁に対して 輪郭体の逃げ面間の上述の狭い空間が必要である。というのも、ポンプ内の異な る圧力の空間は結果的に生じるギャップによって互いに密封されるからであり、 これらギャップを通る損失流はポンプの効率に直接影響する。しかしながら、他 方において、ロータは非常に小さな間隙にも拘わらず接触すること無く、共に稼 働しなければならない。即ち、それらロータは、各瞬間に互いに対して正確に定 められた回転速度関係において、かつ正確に決定された角度姿勢あるいは角度位 置で、回転しなければならない。 この同期を確保するために一つ考えられることは歯車の使用である。これら歯 車は、吐出本体に平行なロータ軸上に固定されて配置され、側部に位置するギア ボックスに収容される。上述のように、ロータ同士の正確な稼働が確保されなけ ればならないならば、歯車の使用は歯車の精度について、また逃げ面間の周囲の 隙間について非常に高度な要求を満たさねばならない。ロータの輪郭の設定に関 して、同様な内容が歯車の固定に適用される。即ち、種々のロータのこの同期を 達成するために、非常に高水準の努力が製造および組み立ての精度に払わねばな らない。さらに、この公知の解決法の短所はギアボックスと歯車とポンプ配送空 間の間に必要な密封において比較的大きな設計の体積と重量に関連している。無 論、歯車は適切なオイル潤滑で稼働しなければならず、またオイルとオイル霧は 配送媒体に入り込んではならないので、この密封は必要である。特に、真空吐出 機械の場合には、低い絶対圧および同時に高い圧力比のために、オイル潤滑され た歯車の同期機構と望ましくは無オイルの配送空間との間の必要な密封のための 特別な要求事項が非常に重要となる。更に、この密封の問題は、軸の密封が顕著 な漏れを有するか、或いは非常に高い摩耗にさらされるかのいずれかである故に 、完全に満足のいくようには決して解決されない。 そのようなポンプの調達の間に、そして又組み立てや分解すなわち補修の間に 、この解決策の大きな設計体積と設計重量の為に、自然に高コストとなる。 述べたような短所を避ける為に、個々のロータはそれら自身の電気モータによ って各々駆動され、そしてこれらのロータは、吐出段階の伝達比に対応するため に、電子閉ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニットによって角度位置 および回転速度に関して同期的に駆動されるように制御される。少なくとも一つ 必要ならば両方のモータのデータの修正と合わせて、個々のロータ設定および回 転速度と角度位置の比較の電子測定のために、ロータ相互の正確に定められた相 対角度姿勢と絶対位置は各瞬間において維持される。勿論、これに対する前提条 件は、最大許容角度差内に保つことである。電子開ループおよび／あるいは電子 閉ループ制御の場合には、機械的同期に対する総ての要求事項は不要になるとい うことが恐らく容易に分かる。少なくとも一つの電気モータと電子閉ループおよ び／あるいは開ループユニットのための追加要求事項があるが、全体的に見て、 ポンプに対する全要求事項は公知の機械的制御の場合よりも明らかに少ない。勿 論、本発明による閉ループおよび／あるいは開ループ制御の場合において使用さ れる個 々のモータの出力は、従来の機械制御の場合の単一モータの出力よりも相応に一 層小さい。更に、閉ループおよび／あるいは開ループユニットは、またモータは 、従来の歯車機構よりも摩耗に対して感受性がより低く、より低騒音で、より信 頼性が高い。 ２つのスクリュー型ロータが付いたスクリュー型圧縮機は「日本特許抄録、Ｍ −８３８、１９８９年６月１５日、１３巻２５８号」において公知であり、そこ ではロータは個々のモータによって駆動され、電気的に同期される。この目的の ために、モータの回転位相と回転速度は記録され、必要ならば、互いに照合され る。 ＷＯ９１／１８２０６は双軸吐出機械を示し、その吐出機械ではロータを外部 の制御ユニットに同期させるために、ロータの角度位置と速度が分解器測定シス テムによって測定される。 これら２つの公知のシステムは同期機構を用いないので有利であるが、反対に 、機器およびセンサーの設計のために比較的大きな許容誤差が許されなければな らず（例えば、これらはＷＯ９１／１８２０６によると機器において±４°であ る）、従って機器は液体を配送するためにのみ適している。 しかしながら、対照的に、要求事項は所謂「乾式稼働」真空ポンプ用に存在す る。ここに「乾式稼働」という名称は、装置全体においてオイルの完全な回避に 関する。即ち、ローリング接触軸受、軸シール、歯車などの潤滑のための側部空 間においてオイル無しで済ませることに関する。 本発明は、初めに述べた型の吐出機械を創作するという目的に基づいており、 この機械は高度な同期精度を有し、２つ以上のロータで形成される。そしてロー タの回転速度において著しい増加を達成する事および乾式稼働真空ポンプとして 機械を設計する事が可能である。 この目的は、初めに述べた吐出機械において、次の事実によって達成される。 即ち、電子閉ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニットによって、そし て制御方法によって、モータが角度位置および回転速度について同期的に稼働す るように制御されると言う事実、他のモータの駆動制御ユニットと独立して作動 するそれ自身の駆動制御装置と各モータは対応付けられていると言う事実、そし て要求される制御値は主制御機器によって駆動装置に供給されるという事実によ って上記目的は達成される。 本発明のもう一つの実施形態において、ロータは良好な非常時稼働特性を有す る材料から製造される事、或いはロータ表面がそのような材料で被覆されている 事が提案されている。これは、開ループまたは閉ループの制御システムがセット アップ（準備）されないとしても、或いは始動段階中あるいは主要な故障の場合 に最も適切な処置としてセットアップされないとしても、ロータの滑り面は互い に接触するに至った時に、なんら損傷を受けないという利点を有する。 ロータの対向面表面の間隔を、大きな相対運動の領域においてよりも小さな相 対運動の領域において一層少なくすることは更に利点がある。上述した方法のよ うに、ロータ逃げ面間の接触可能な場合において、これはまた損傷を避ける目的 、即ち、とにかく損傷を小さく保つという目的に適う。 駆動モータとして、通常の軸端が付いた標準のモータは明白な低コスト解決策 である。 外部に対して完全にカプセル化された内蔵モータは、配送媒体の流出を避けな ければならない無漏洩駆動として、個々のロータの駆動用に使用される。公知の スピンドルキットモータは特に目的に適った形式である。 例えば、腐食性媒体の場合に、今述べた内蔵モータに対する代替え品として、 キャンドモータも本発明によるロータを駆動するために使用される。これによっ て固定子巻線上の腐食が回避され、以前は適用しなければならなかった複雑かつ 必要な固定子巻線の腐食防止は不要になる。 本発明によると、ポンプの満足のいく機能が外部からチェックできるように、 監視ユニットをポンプに接続することも提案されている。この監視ユニットは、 回転速度、相対角度位置、駆動精度、温度、滑りおよび回転方向を測定し、これ らデータを、監視ユニットに接続され外部から監視できる表示装置へと伝送する 。 更に、ポンプ出力は、必要とされる特定の出力に、利用できる回転速度の変化 による電子開ループまたは閉ループ制御を介して最適なやり方で有利に整合され る。 装置を防護するために、モータとポンプのための過負荷防護装置が電子閉ルー プおよび／あるいは開ループユニットに目的に適うように組み込まれ、その過負 荷防護装置は音および／あるいは光の信号出力によって初期警告を与える。そし て、予め決められた時間間隔の後に自動的にその装置のスイッチを切るか、或い は回転速度を低減させる。一般に、この方法によって装置への重大な損傷は避け られる。 経験上、ポンプの始動中に回転部分の部分的な閉そくのために、困難が生じ得 る。これは、本発明によると、電子閉ループおよび／あるいは開ループユニット に始動トルクパルス発生器を組み込むことで是正される。これにおいて、動かな くなったロータ部分が解き放されポンプが正しく作動されるまで、所定の強さの トルクパルスは、予め定めうる短間隔で、繰り返し、必要なら異なる方向で、ポ ンプモータに送信される。 吐出機械を制御するための本発明による方法は、各々のモータが個々にまた独 立して制御され、しかもこの制御が中央で指定された要求制御値に基づいている ことに特徴付けられている。 その時に、対応するロータの要求制御値として要求姿勢値を使用することは目 的に適っており、対応するロータの姿勢を検査した後にその要求姿勢値は要求回 転速度値に変換される。 本発明による方法は中央開ループ制御および分散された閉ループ制御と共に作 動する。個々の駆動装置の作動動作のための明細は、中央に配置された主制御ユ ニットによって与えられる。これら明細の作成、即ち個々のロータに対する要求 値の作成は「仮想のロータ」と呼ばれ得るだろう。この「理想の機械」は予め計 算された角度姿勢から逸脱はしていない。 各駆動ユニットは、それ自身の制御システムによって、対応する要求姿勢値を 使用することによって仕様に準拠する。これは他の平行する部門とは無関係に各 システムで生じ、各駆動ユニットの唯一の目的は仮想ロータと一致する角度姿勢 を本質的に取ることである。 この制御設計に基づいて、機械は自動的にいわゆる「ホーミング（自動追尾） 」の作動を行う。これは始動時あるいは作動中にロータが自動的に理想的な位置 を取ることを意味する。組み立て品上で同期が一度設定される歯車同期機械とは 著しく異なって、本発明によると、この同期の設定の操作は不必要である。とい うのも、機械は自己同期式であり同期は絶えず調整されるからである。 自己診断のために、機械を同期稼働から幾分そらせるように手段を講じること もできる。その時、機械がどれ程迅速に「ホーミング」の作動を行うかをチェッ クする事、そしてロータが初期の相対姿勢に復帰するかどうか或いは新しい逸脱 した相対姿勢を取るかどうかをチェックする事は可能である。 いかなる瞬間でもロータが作動中にぶつかるのを防止することは必要なので、 簡単な回転速度制御を用いるだけでは十分ではない。駆動制御ユニットにおいて 、姿勢制御が回転速度制御の上流に接続されて、要求される姿勢は何時でも出来 るだけ正確に維持される。 その時、要求姿勢値と実際の姿勢値との間の差を記録する事、および２つの値 の大きさが所定の差値だけ異なる時に信号を発する事は利に適う。この信号は完 全な機械の回転速度を減少させるために、或いはその機械を停止させるために使 用される。更に、これらの場合には、音および／あるいは光の信号が発せられる 。許容誤差の要求値は回転速度と共に増加し、差値を回転速度の関数にすること ができる。 本発明の実施の形態は添付の図面を用いて説明される。 図１は、電子閉ループおよび開ループ制御付きの吐出機械を示し、そこでは各 モータはそれ自身独立した制御回路によって作動させられる。 図２は、組み込まれた閉ループおよび開ループシステム付きの多段吐出機械の 構造を図解で示す。 図３は、モータのための駆動制御ユニットの構造を図解で示す。 図１において、吐出機械１００は、別々の電気モータ９aと９bによってそれぞ れ駆動されるロータ軸延長部２００と３００が付いた２つの吐出ロータを含む。 測定システムは電気モータの各々の自由軸端上に設置されている。センサー１０ aまたは１０bとして具体化されているこの測定システムは、各ロータ軸の瞬間的 な角度位置を正確に測定し、時間に関する微分によって、それぞれの角速度を決 定する。これらの値は、それぞれ駆動制御ユニット３aと３bに伝えられる。これ らの制御機器は、例えば主電源に直接接続されている電源ユニットから或いは主 制御ユニット１から電気エネルギーを獲得することができる。この電気エネルギ ーは、要求値の仕様および測定システム１０aと１０bから絶えず届く実測値に依 存しながら、制御機器３aと３bによって個々の電気モータ９aと９bに伝えられ、 吐出機械の吐出ロータ間の角度位置および回転速度に関して要求される精度が絶 えず維持される。その時、確かに最大位置偏差は僅に数分の角度である。 図２は、２段或いは３段の吐出機械用の制御システムの構造を示し、第３段目 は破線で表されている。 プロセスからの測定値は、例えば圧力用や種々の温度用のセンサー１５a−c、 軸受状態用センサー１３a−cなどを用いて標準化された電気インターフェイス２ ０によって吐出ユニットから記録される。更に、機関の電流、回転速度、姿勢角 などのような操作データは、駆動装置に組み込まれたインターフェイスによって 記録される。 適用次第では、回転速度および姿勢角を記録するために、光増分検出器１０a −cが、好ましくは磁気的または誘導的に作動するものが、用いられる。これら センサーを用いて、秒の角度の範囲の精度あるいは最大として２、３分までの精 度が達成される。センサー精度の高水準が故に、制御システムの精度は乾式稼働 真空ポンプが達成され得る程度まで引き上げられる。同様に、他の型の少なくと も同様の分解能を持つセンサーも使用される。 表示された実施の形態では、マイクロ制御器１は主制御装置として使用され、 インターフェイス２０を介してセンサーから対応する測定値を受け取る。更に、 マイクロ制御装置１は、個々のモータ９a−c用の駆動制御ユニット３a−cのため の要求姿勢値を生成する。吐出モータ１４a−cのための個々の要求姿勢値の生成 は「仮想ロータ」の生成と呼ばれている。この仮想ロータは吐出ロータを導き、 各瞬間での全ロータの回転速度と瞬間姿勢角を決定する。この仮想ロータはマイ クロ制御器１の中のソフトウェアによって生成される。 測定された値の入力から、マイクロ制御器１は機械のための最適作動条件を決 定し、仮想ロータを用いて実際のロータを導く。 物理的に組み立てられたガイドロータと比較して、この方法は、振動現象およ び工学的構造の不安定はほとんど生じず、ロータの相互運動において高水準の同 期が確保されるという利点を持っている。同期運転の調整およびモータロータ相 互の一定角度位置は分散された閉ループ制御でもって中央に導かれる。一旦、ロ ータの座標システムが相互に位置合わせされると、ロータは回転中にユニット１ ４a−c間の接触を排除する相対角度姿勢を常に取って、機械的な伝達に戻る。 リアルタイムで操作のできるバスシステムが、要求値をロータ１４a−cに伝達 するために使用される。遅れず正確に制御された挙動は、バスシステムの固定サ イクル時間とシステムに接続された全関連機器の保証された応答時間によって達 成される。バスの概念は、関連機器の最大数が３つ（１つの主制御装置と２つの 駆動制御ユニット）よりもはるかに大きく、ロータの数を増すことができて、多 段吐出機械の構築を可能とする。また、これは中央の開ループ制御および分散さ れた閉ループ制御の本質的な利点を明らかにしている。というのも、全ロータは この互いに独立して制御され要求姿勢値に準拠するという手段によって同時に導 かれて、高段のロータの姿勢が先行ロータの姿勢の関数として制御されるならば 生じ得るシステムの不安定といったような過渡的な現象は避けられる。 また、直流中間回路６が備えられ、適した電源ユニット５を選択できる。これ によって自由に選択された数の駆動ユニットに接続することが可能となり、この 手段によっても多段ロータポンプ構造は支援される。 センサー１０a−c、１２a−c、１５a−cからの測定値の一部は、診断のために マイクロ制御器１の内部データ記憶に蓄積される。これら測定値からポンプの状 態に関する結論が引き出されて、連続的な自己点検が行われる。起こり得る欠陥 （例えば、温度の上昇、転がり接触軸受１２a−cの損傷）が認識された時、適切 なやり方で対応できる。 周波数変換器４a−cは駆動制御ユニット３a−cの後段に接続され、システムの 挙動は、マイクロ制御器１および高速デジタル制御ユニット３a−cによって使用 される特別なプロセスの要求に最適なやり方で合わせられる。 操作パネル１７はインターフェイス２３（ＲＳ２３２）によって接続され、キ ーボードによって測定値が問われるか、或いは作動データが変換される。必要な らば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１９はサービス或いは診断目的のために 更にもう一つのインターフェイス２２を介して接続される。フィールドバスイン ターフェイス２４は遠隔監視のために設置される。パネル１７およびＰＣ１９に より引き受けられる介在に加えて、データはインターフェイス２４を介してそし てフィールドバス１６を介して制御スタンドに伝えられる。 二進センサー信号１８は受け入れられることができ、この信号はデジタル的に 作動する出力または入力チャンネルの平行なランを介してマイクロ制御器１によ って出力される。このユニットは、例えば、安全スイッチを監視し、あるいは使 用者の情報のための光ダイオードを作動させることができる。 駆動制御ユニットは本質的に似た構造を持つので、図３に、一つの駆動制御ユ ニットが一例として表されている。センサーユニット１０はモータ９に接続され る。このセンサーユニットはモータ９の姿勢状態、故に、ロータ１４の姿勢状態 を測定し、実際の姿勢値３３を出力する。この実際の姿勢値は減算要素３２の負 入力に供給される。減算要素３２は、正入力に主制御ユニット１（図２を参照） からの要求姿勢値３１を受け取る。減算要素は要求姿勢値と実際の姿勢値との間 の差を求めて、駆動制御ユニット３に差の信号を出力する。 駆動制御ユニット３は第一に姿勢処理操作３６を実施し、例えば姿勢差が所定 の許容誤差内に位置しているかどうかを調べる。例外として、この条件が満たさ れていないならば、例えば解放信号が導体（図示されていない）を介して主制御 ユニットに放出される。その時、必要ならば、主制御装置は「仮想ロータ」の回 転速度を減少させるか或いは機械のスイッチを切ることができる。さらに、音お よび／あるいは光の表示信号が出力される。続いて、ユニット３７において、要 求回転速度値３０が姿勢差から決定されて、更なる減算要素３４の正入力に供給 される。実際の回転速度値３５は減算要素３４の負入力に供給され、この実際の 値３５は微分要素４０によって実際の姿勢値から得られる。減算要素３４は要求 回転速度値３０と実際の回転速度値３５との差を求め、この方法で求めた回転速 度差の信号を回転速度処理操作３８に供給する。回転速度処理操作３８は回転速 度差が所定の限界内にあるかどうかを調べる。必要ならば、この場合、姿勢処理 の場合のように解放信号を発生することが再びできる。その時、回転速度差はユ ニット３９において回転速度変化信号すなわち加速度信号に変換される（ここで 、加速度は回転速度の増加あるいは回転速度の減少を勿論含む）。次に、加速度 信号は機械制御システム４に供給されて、モータ９を適切に制御する。上述の制 御手順は非常に短い間隔で絶えず行われる。 上述の実施の形態においては、主制御装置は各駆動制御ユニットに対して異な る要求姿勢値を作成し、出力するというのが前提である。しかしながら、ロータ の相対姿勢は「理想的な機械」では変化しないので、夫々の駆動制御ユニットの 姿勢処理操作３６において全駆動制御ユニットに対して同じ要求姿勢値を供給す る事、そして関連ロータに対する（一定の）姿勢差を考慮に入れる事も可能であ る。 本発明によると、「仮想ロータ」を参照しながら互いに独立して制御されるロ ータを個々に制御することによって、多段吐出機械のための迅速で正確な同期制 御を構築することが可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月９日 【補正内容】 々のモータの出力は、従来の機械制御の場合の単一モータの出力よりも相応に一 層小さい。更に、閉ループおよび／あるいは開ループユニットは、またモータは 、従来の歯車機構よりも摩耗に対して感受性がより低く、より低騒音で、より信 頼性が高い。 ２つのスクリュー型ロータが付いたスクリュー型圧縮機は「日本特許抄録、Ｍ −８３８、１９８９年６月１５日、１３巻２５８号」において公知であり、そこ ではロータは個々のモータによって駆動され、電気的に同期される。この目的の ために、モータの回転位相と回転速度は記録され、必要ならば、互いに照合され る。 ＷＯ９１／１８２０６は双軸吐出機械を示し、その吐出機械ではロータを外部 の制御ユニットに同期させるために、ロータの角度位置と速度が分解器測定シス テムによって測定される。 これら２つの公知のシステムは同期機構を用いないので有利であるが、反対に 、機器およびセンサーの設計のために比較的大きな許容誤差が許されなければな らず（例えば、これらはＷＯ９１／１８２０６によると機器において±４°であ る）、従って機器は液体を配送するためにのみ適している。 しかしながら、対照的に、要求事項は所謂「乾式稼働」真空ポンプ用に存在す る。ここに「乾式稼働」という名称は、装置全体においてオイルの完全な回避に 関する。即ち、ローリング接触軸受、軸シール、歯車などの潤滑のための側部空 間においてオイル無しで済ませることに関する。 本発明は、起点として、圧縮性媒体のための吐出機械、とりわけ乾式稼働減圧 ポンプを取り上げ、この吐出機械は、輪郭体として形成された少なくとも２つの ロータを有し、その輪郭は回転中に歯車のように互いにかみ合うものの、互いに 接触すること無く稼働する。そしてロータは自身の電気モータによって夫々駆動 される。モータは角度位置と回転速度とについて同期的に稼働するように電子閉 ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニットによって制御される。各モー タは自身の駆動制御ユニットと連合し、自身の駆動制御ユニットは他のモータの 駆動制御ユニットとは無関係に作動する。要求制御値は主制御装置によって駆動 制御ユニットに供給される。各モータは個々にかつ独立して制御される。制御は 中央で指定された要求制御値に基づいて分散された仕方で行なわれる。 この種の以前に知られた吐出機械（ＥＰ−Ａ−０ ５０２ ４５９）では、上記 の短所は少なくとも部分的に避けられている。ここでは、別個のモータによって 駆動される少なくとも２つロータ用の閉ループ回転速度制御システムに関して説 明がなされている。このシステムは、２つの互いにかみ合うロータが互いに接触 すること無く稼働できるようになっている。しかしながら、この装置は粗い同期 に対してなお歯車を必要としており、上記歯車は互いにかみ合って、ロータの傷 付き易い表面が互いに接触するのを防止するようになっている。このように電子 閉ループ制御システムは明らかに完全では無い。本発明の真価は、以前に知られ た電子閉ループ回転速度制御システムでは十分でない困難性は限られた場合にの み生じるということを認識したことにある。 従って、本発明の目的は、相互にかみ合っている歯車を使用することが無く、 かつ臨界の作動条件の下にあってもロータ間の損傷を与える接触を避けることが できる上述のタイプの吐出機械を提供することである。 請求項１に従って一つの解決法が得られる。本発明によると、ポンプの始動中 に回転部品の部分的な固着が原因で困難が生じ得るという認識がある。本発明に よれば、これは始動トルクパルス発生器を電子閉ループおよび／あるいは開ルー プユニットに統合することによって是正される。この装置においては、固着した ロータ部材が解放されてポンプが正しく作動されるまで、予め与えうる強さのト ルクパルスが、予め決定できる短期間隔で、必要ならば異なる方位で繰り返しポ ンプモータに送信される。 臨界作動条件すなわち損傷を与える結果は、請求項３による吐出機械を使用す ることによって避けることができる。 本発明のもう一つの実施形態において、ロータは良好な非常時稼働特性を有す る材料から製造される事、或いはロータ表面がそのような材料で被覆されている 事が提案されている。これは、開ループまたは閉ループの制御システムがセット アップ（準備）されないとしても、或いは始動段階中あるいは主要な故障の場合 に 最も適切な処置としてセットアップされないとしても、ロータの滑り面は互いに 接触するに至った時に、なんら損傷を受けないという利点を有する。 ロータの対向面の間隔を、大きな相対運動の領域においてよりも小さな相対運 動の領域において一層少なくすることは更に利点がある。上述した方法のように 、ロータ逃げ面間の接触可能な場合において、これはまた損傷を避ける目的、即 ち、とにかく損傷を小さく保つという目的に適う。 駆動モータとして、通常の軸端が付いた標準のモータは明白な低コスト解決策 である。 外部に対して完全にカプセル化された内蔵モータは、配送媒体の流出を避けな ければならない無漏洩駆動として、個々のロータの駆動用に使用される。公知の スピンドルキットモータは特に目的に適った形式である。 例えば、腐食性媒体の場合に、今述べた内蔵モータに対する代替え品として、 キャンドモータも本発明によるロータを駆動するために使用される。これによっ て固定子巻線上の腐食が回避され、以前は適用しなければならなかった複雑かつ 必要な固定子巻線の腐食防止は不要になる。 本発明によると、ポンプの満足のいく機能が外部からチェックできるように、 監視ユニットをポンプに接続することも提案されている。この監視ユニットは、 回転速度、相対角度位置、駆動精度、温度、滑りおよび回転方向を測定し、これ らデータを、監視ユニットに接続され外部から監視できる表示装置へと伝送する 。 更に、ポンプ出力は、必要とされる特定の出力に、利用できる回転速度の変化 による電子開ループまたは閉ループ制御を介して最適なやり方で有利に整合され る。 装置を防護するために、モータとポンプのための過負荷防護装置が電子閉ルー プおよび／あるいは開ループユニットに目的に適うように組み込まれ、その過負 荷防護装置は音および／あるいは光の信号出力によって初期警告を与える。そし て、予め決められた時間間隔の後に自動的にその装置のスイッチを切るか、或い は回転速度を低減させる。一般に、この方法によって装置への重大な損傷は避け られる。 対応するロータ用の要求制御値として要求姿勢値を使用することは有利であり 、このロータの要求姿勢値は、対応するロータの姿勢を検査した後に要求回転速 度値に変換される。 本発明による方法は中央開ループ制御および分散された閉ループ制御と共に作 動する。個々の駆動装置の作動動作のための明細は、中央に配置された主制御ユ ニットによって与えられる。これら明細の作成、即ち個々のロータに対する要求 値の作成は「仮想のロータ」と呼ばれ得るだろう。この「理想の機械」は予め計 算された角度姿勢から逸脱はしていない。 各駆動ユニットは、それ自身の制御システムによって、対応する要求姿勢値を 使用することによって仕様に準拠する。これは他の平行する部門とは無関係に各 システムで生じ、各駆動ユニットの唯一の目的は仮想ロータと一致する角度姿勢 を本質的に取ることである。 請求の範囲 １． 輪郭体として形成されると共にその輪郭が回転中に歯車のように互いにか み合いうものの互いに触れ合うことなく稼働する少なくとも２つのロータ（１４ ）を有し、上記ロータ（１４）はそれら自身の電気モータ（９）によって夫々駆 動される圧縮性媒体のための吐出機械、とりわけ乾式稼働減圧ポンプにおいて、 上記モータは、電子閉ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニット（１ ,３,１０）によって角度位置と回転速度に関して同期的に稼働するように制御さ れ、各モータ（９）は、他のモータ（９）の駆動制御ユニットとは無関係に作動 するそれ自身の駆動制御ユニット（３）に連合され、そして要求される制御値は 、主制御装置（１）によって上記駆動制御機器に供給され、各モータは個々にか つ独立して制御され、この制御は中央で指定された要求制御値に基づくとともに 、分散した仕方で行われる圧縮性媒体のための吐出機械、とりわけ乾式稼働減圧 ポンプにおいて、始動トルクパルス発生器が、ポンプロータの始動段階のための 上記閉ループおよび／あるいは開ループ制御ユニットに組み込まれていることを 特徴とする吐出機械。 ２． 上記モータと上記ポンプのための過負荷防護が、先行の警告としての光お よび／あるいは音の信号と、それに続く上記モータの自動的スイッチ切断あるい は回転速度減少とを備えて、上記主制御ユニット（１）に統合されていることを 特徴とする請求項１に記載の吐出機械。 ３． 輪郭体として形成されると共にその輪郭が回転中に歯車のように互いにか み合いうものの互いに触れ合うことなく稼働する少なくとも２つのロータ（１４ ）を有し、上記ロータ（１４）はそれら自身の電気モータ（９）によって夫々駆 動され、上記モータは電子閉ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニット （１,３,１０）によって角度位置と回転速度に関して同期的に稼働するように制 御され、各モータ（９）は他のモータ（９）の駆動制御ユニットとは無関係に作 動するそれ自身の駆動制御ユニット（３）に連合され、そして要求される制御値 は主制御装置（１）によって上記駆動制御機器に供給され、各モータは個々にか つ独立して制御さ れ、この制御は中央で指定された要求制御値に基づくとともに、分散した仕方で 行われる圧縮性媒体のための吐出機械、とりわけ乾式稼働減圧ポンプにおいて、 上記モータと上記ポンプのための過負荷防護が、先行の警告としての光および ／あるいは音の信号と、それに続く上記モータの自動的スイッチ切断あるいは回 転速度減少とを備えて、上記主制御ユニット（１）に統合されていることを特徴 とする吐出機械。 ４． 始動トルクパルス発生器が、ポンプロータの始動段階のための上記閉ルー プおよび／あるいは開ループ制御ユニットに組み込まれていることを特徴とする 請求項３に記載の吐出機械。 ５． 上記ロータは、良好な非常時稼働特性を有する材料から成ること、或いは 上記ロータ表面は、そのような材料で被覆されていることを特徴とする請求項１ 及至４のいずれか一つに記載の吐出機械。 ６． 上記ロータの対向面の間隔は、上記対向面間の大きな相対運動の領域にお いてよりも小さな相対運動の領域において一層小さいことを特徴とする請求項１ 及至５のいずれか一つに記載の吐出機械。 ７． 通常の軸端をもつ標準モータが、上記駆動モータとして使用されることを 特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の吐出機械。 ８． スピンドルキット型の内蔵モータが、上記駆動モータとして使用されるこ とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の吐出機械。 ９． キャンドモータが、上記駆動モータとして使用されることを特徴とする請 求項１乃至６のいずれか一つに記載の吐出機械。 １０． 回転速度、相対角度位置、稼働精度、温度、滑りおよび回転方向を監視 するための監視ユニットが、外部から監視されるべき表示ユニット（１７,１８ ）に上記データを伝送しうるように、上記ポンプ（１００）に接続されているこ とを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の吐出機械。 １１． それぞれのポンプ出力の設定は、利用できる電子的な開ループ／閉ルー プ制御システムによって、上記回転速度を変化させて行なわれることを特徴とす る請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の吐出機械。 １２． 請求項１及至１１のいずれか一つに記載の吐出機械を制御する方法にお いて、 上記要求制御値は要求姿勢値であり、この要求姿勢値から要求回転速度値が上 記個々の制御システムにおいて決定されることを特徴とする吐出機械の制御方法 。 １３． 上記要求制御値は要求姿勢値であり、上記要求姿勢値は実際の姿勢値と 比較され、上記要求姿勢値と上記実際の姿勢値との差の大きさが所定の差値を超 えると、トリガー信号が上記駆動制御ユニットから出力されることを特徴とする 請求項１２に記載の制御方法。 １４． 上記トリガー信号が発せられると、上記吐出機械の回転速度が減少する か、あるいは機械が止められることを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。 １５． 上記差値が回転速度に依存することを特徴とする請求項１３または１４ に記載の制御方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 輪郭体として形成されると共にその輪郭が回転中に歯車のように互いにか み合いうものの互いに触れ合うことなく稼働する少なくとも２つのロータ（１４ ）を有し、上記ロータ（１４）はそれら自身の電気モータ（９）によって夫々駆 動される圧縮性媒体のための吐出機械、とりわけ乾式稼働減圧ポンプにおいて、 上記モータは、電子閉ループ制御および／あるいは開ループ制御ユニット（１ ,３,１０）によって角度位置と回転速度に関して同期的に稼働するように制御さ れ、各モータ（９）は、他のモータ（９）の駆動制御ユニットとは無関係に作動 するそれ自身の駆動制御ユニット（３）に連合され、そして要求される制御値は 、主制御装置（１）によって上記駆動制御機器に供給されることを特徴とする吐 出機械。 ２． 上記ロータは、良好な非常時稼働特性を有する材料から成ること、或いは 上記ロータ表面は、そのような材料で被覆されていることを特徴とする請求項１ に記載の吐出機械。 ３． 上記ロータの対向面の間隔は、上記対向面間の大きな相対運動の領域にお いてよりも小さな相対運動の領域において一層小さいことを特徴とする請求項１ または２に記載の吐出機械。 ４． 通常の軸端をもつ標準モータが、上記駆動モータとして使用されることを 特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の吐出機械。 ５． スピンドルキット型の内蔵モータが、上記駆動モータとして使用されるこ とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の吐出機械。 ６． キャンドモータが、上記駆動モータとして使用されることを特徴とする請 求項１乃至３のいずれか一つに記載の吐出機械。 ７． 回転速度、相対角度位置、稼働精度、温度、滑りおよび回転方向を監視す るための監視ユニットが、外部から監視されるべき表示ユニット（１７，１８） に上記データを伝送しうるように、上記ポンプ（１００）に接続されていること を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の吐出機械。 ８． それぞれのポンプ出力の設定は、利用できる電子的な開ループまたは閉ル ープ制御システムによって、上記回転速度を変化させて行なわれることを特徴と する請求項１乃至７のいずれか一つに記載の吐出機械。 ９． 上記モータと上記ポンプのための過負荷防護が、先行の警告としての光お よび／あるいは音の信号と、それに続く上記モータの自動的スイッチ切断あるい は回転速度減少とを備えて、上記主制御ユニット（１）に統合されていることを 特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の吐出機械。 １０． 始動トルクパルス発生器が、ポンプロータの始動段階のための上記閉ル ープおよび／あるいは開ループ制御ユニットに組み込まれていることを特徴とす る請求項１乃至９のいずれか一つに記載の吐出機械。 １１． 請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の吐出機械を制御する方法にお いて、 各モータ（９）は個々にかつ独立して制御され、その制御は中央で指定された 要求制御値に基づくことを特徴とする吐出機械の制御方法。 １２． 上記要求制御値は要求姿勢値であり、この要求姿勢値から要求回転速度 値が上記個々の制御システムにおいて決定されることを特徴とする請求項１１に 記載の制御方法。 １３． 上記要求制御値は要求姿勢値であり、上記要求姿勢値は実際の姿勢値と 比較され、上記要求姿勢値と上記実際の姿勢値との差の大きさが所定の差値を超 えると、解放信号が上記駆動制御ユニットから出力されることを特徴とする請求 項１１に記載の制御方法。 １４． 上記解放信号が発せられると、上記吐出機械の回転速度が減少するか、 或いは機械が止められることを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。 １５． 上記差値が回転速度に依存することを特徴とする請求項１３または１４ に記載の制御方法。