(57)【要約】【課題】ガス排出用ピストン機械において、不必要な追加エネルギー消費およびポンプ部品の好ましくない加熱が回避される構造を提供する。【解決手段】本発明はガス排出用ピストン機械に関するものである。円筒ストローク空間（１）に吸込開口（５）および排出弁（７）が設けられている。ガス排出は、ストローク空間（１）内において往復運動するピストン（３）により行われる。ピストン・ヘッド（１２）は同時に弁として形成されている。このために、ピストン・ヘッド（１２）に、開口（１４）および力作用装置（１６、２１）が設けられている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　本質的に、ピストン・シリンダ壁（２）により境界が形成されている、ガス吸込開口（５）およびガス排出弁（７）を有するストローク空間（１）と、並びにストローク空間（１）内で往復運動する、ピストン・ヘッド（１２）を有するピストン（３）とからなるガス排出用ピストン機械において、
　ピストン・ヘッド（１２）が、同時に、ピストン・ヘッド（１２）内の開口（１４）および力作用装置（１６、２１）ないし（１８、２４）からなる弁として形成され、この場合、開口（１４）が、ガス流れに依存して、力作用装置により開放状態または閉鎖状態に保持されることを特徴とするガス排出用ピストン機械。
【請求項２】
　力作用装置が、磁気装置（２１）と、および強磁性粒子が混入した合成物質膜（１６）とからなることを特徴とする請求項１のピストン機械。
【請求項３】
　力作用装置が、金属板（２４）と、および磁気合成物質膜（１８）とからなることを特徴とする請求項１のピストン機械。
【請求項４】
　磁気装置が、溝（２０）内に埋め込まれたリング状永久磁石（２１）からなることを特徴とする請求項２のピストン機械。
【請求項５】
　磁気装置が、溝（２０）内に埋め込まれたセグメント形状永久磁石（２２）からなることを特徴とする請求項２のピストン機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は請求項１の上位概念に記載のガス排出用ピストン機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　ここに示されているタイプのピストン機械は、特に、真空ポンプとして、ガス排出用および圧力差の発生および保持用の真空技術において使用される。米国特許第５９２１７５５号において、このようなポンプが既知である。本発明は単段または多段構造に関するものである。ピストンは２つの反転点の間で往復運動を実行する。ピストンの上方運動においてガスが圧縮され且つ排出される。下方運動において、ストローク空間内に負圧が発生する。したがって、ガスは適切な弁を介してストローク空間内に流入可能である。
【０００３】
　ピストンの下方運動において実行されるべき仕事は、伝動装置空間内の圧力とストローク空間内の負圧との間の圧力差から、並びにピストンの表面積およびストローク長さから発生する。この作用により、ポンプ駆動装置の動力消費量は上昇され且つポンプ部品の温度は上昇し、これが摩擦のない安全な運転に対して障害として働く。熱を排除するために、好ましくない追加費用が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　不必要な追加エネルギー消費およびポンプ部品の好ましくない加熱が回避される構造を提供することが本発明の課題である。特にポンプ作動部品（例えばピストンおよび弁）の範囲内にデッド・スペースが発生しないことに特に注意が向けられるべきである。デッド・スペースは排気過程の間にガスを閉じ込めるので、ポンプ特性を著しく悪化させることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　この課題は請求項１の特徴項に記載の特徴により解決される。請求項２−５は本発明の他の実施態様を示している。
　本発明の装置により、ピストンの下方運動において実行されるべき仕事が低減される。この場合、伝動装置空間内の圧力とストローク空間内の負圧との間の圧力差が、ピストン・ヘッドを介してストローク空間内に流入するガスにより低下される。この効果はピストン・ヘッド内に弁を組み込むことにより達成される。ピストン・ヘッド内の開口は伝動装置空間とストローク空間との間の直接結合を形成する。このような構造によりデッド・スペースが回避されるので、有効なポンプ特性が確保される。
【０００６】
　図１−４により本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
　ピストン・シリンダ壁２により境界が形成されている円筒形ストローク空間１内においてピストン３が往復運動を実行し、これによりガスの排出が行われる。排気されるべきガスは、ストローク空間１内のピストンの圧力作用点下方の範囲内にあるピストン・シリンダ壁２内の半径方向吸込開口５を介して流入し、且つストローク空間１の上端部にある弁７を介して排出される。ピストン運動は、連接部８と、および駆動装置と結合されているピストン棒１０とを介して発生される。ピストン３の軸方向境界はピストン・ヘッド１２により形成される。ピストン・ヘッド１２は、本発明により、同時に弁として形成されている。このために、ピストン・ヘッド１２に開口１４が設けられている。この開口１４は膜により被覆され、膜は、実施態様に応じてそれぞれ、強磁性粒子が混入された合成物質膜１６として、または磁気合成物質膜１８として形成されていてもよい。
【０００８】
　弁の機能に力作用装置が付属し、力作用装置は、閉鎖状態において開口１４をシールするために、膜を開口上に圧着させる。第１のケースにおいては、力作用装置は、合成物質膜１６と共に、溝２０内に埋め込まれた磁気リング２１または磁気セグメント２２により形成される。第２のケースにおいては、金属板２４および磁気合成物質膜１８が共に力作用装置を形成する。
【０００９】
　上方ストロークにおいては、開口１４は膜１６ないし１８により覆われているので、吸込開口５を介してストローク空間１内に予め流入されたガスを圧縮し、且つ弁７を介して排出させることができる。下方ストロークにおいては、膜１６ないし１８は、ストローク空間１内の負圧と伝動装置空間２６内の圧力とに基づいて持ち上げられ、これにより圧力均衡が行われる。力作用装置により発生される磁力は、所定の圧力差以下において、膜の確実な付着したがって開口１４の気密閉鎖を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による装置を有するピストン・ポンプの吸込側の断面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａ′による断面図である。
【図２ａ】他の実施態様における図１の線Ａ−Ａ′による断面図である。
【図３】本発明の他の実施態様の図１に類似の断面図である。
【図４】図３の線Ｂ−Ｂ′による断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
　１　　ストローク空間
　２　　ピストン・シリンダ壁
　３　　ピストン
　５　　吸込開口
　７　　ガス排出弁
　８　　連接部
　１０　　ピストン棒
　１２　　ピストン・ヘッド
　１４　　開口
　１６　　強磁性粒子混入合成物質膜
　１８　　磁気合成物質膜
　２０　　溝
　２１　　磁気装置（磁気リング）
　２２　　磁気セグメント
　２４　　金属板
　２６　　伝動装置空間
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図３】
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【図４】
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