-
Die
Erfindung betrifft ein Vakuumpumpensystem, das mehrere Vakuumpumpen
aufweist, die miteinander verbunden sind.
-
Derartige
Vakuumpumpensysteme weisen zwei oder mehr Vakuumpumpen auf, die üblicherweise
in Reihe angeordnet sind. Das zu fördernde Medium, üblicherweise
Gas, wird somit von einer ersten Pumpe, von deren Einlass angesaugt
und durch deren Auslass zu der nachfolgenden, zweiten Vakuumpumpe
gefördert.
Die zweite Vakuumpumpe fördert bei
einem System mit zwei Vakuumpumpen üblicherweise gegen Umgebungsdruck.
Gegebenenfalls können
auch mehrere Vakuumpumpen in Reihe oder auch teilweise parallel
zueinander angeordnet sein, wobei üblicherweise die in Förderrichtung
letzte Vakuumpumpe gegen Umgebungsdruck verdichtet. Als den Umgebungsdruck
verdichtende Vorvakuumpumpen werden hierbei häufig Drehschieber-, Sperrschieber-,
Klauen-, mehrstufige Roots- sowie Schraubenvakuumpumpen verwendet.
Als in Förderrichtung
erste Vakuumpumpe solcher Pumpensysteme, an deren Einlass der niedrigste
Druck erzeugt wird, werden häufig
Rootspumpen verwendet.
-
Bekannte
Vakuumpumpensysteme weisen ein Gestell bzw. einen Rahmen auf, in
dem die einzelnen Vakuumpumpen angeordnet sind. Hierbei werden die
Vakuumpumpen beispielsweise mit Hilfe der an dem Pumpengehäuse vorgesehenen
Füße auf dem
Gestell montiert. Die Ein- und Auslässe der Vakuumpumpen werden
sodann über
feste oder flexible Leitungen oder spezielle Adapter miteinander
verbunden. Die auftretenden Gewichts- und Gaskräfte werden hierbei überwiegend
von dem Gestell aufgenommen. Bei derartigen Pumpsystemen ist es
möglich,
das Gestell mit einem Gabelstapler von unten bzw., unter Verwendung
von Kranösen,
mit Hilfe eines Krans anzuheben und zu bewegen. Derartige ein Gestell
zur Aufnahme der einzelnen Pumpen aufweisende Vakuumpumpensysteme
weisen zwar den Vorteil auf, dass die einzelnen Pumpen meist unabhängig voneinander
ausgetauscht werden können. Der
wesentliche Nachteil derartiger Systeme besteht jedoch darin, dass
der Bauraum für
das Gestell groß ist.
Ferner erzeugt das Gestell sowie auch die erforderlichen Verbindungselemente
zusätzliche
Kosten.
-
Bei
weiteren bekannten Vakuumpumpensystemen sind üblicherweise zwei Vakuumpumpen
direkt miteinander verbunden. Ein gesondertes Gestell ist hierbei
nicht vorgesehen. Die Verbindung der beiden Vakuumpumpen erfolgt
durch Verbinden des Auslassflansches der ersten Vakuumpumpe unmittelbar
oder über
einen Adapter mit dem Einlassflansch der zweiten Vakuumpumpe. Die
im Betrieb auftretenden Gewichts- und Gaskräfte müssen bei dieser Ausführungsform
von den Flanschen aufgenommen und auf die Pumpengehäuse übertragen werden.
Das Vorsehen von Kranösen
zum Transport des Vakuumpumpensystems ist i. d. R. nicht möglich, da
beim Transport sehr große
Belastungen der Flansche auftreten würden und hierbei ein hohes
Beschädigungsrisiko
bestehen würde.
Die Verbindung zweier Pumpen über
den Auslass- bzw. Einlassflansch weist ferner den Nachteil auf,
dass die Flansche bzw. der Adapter äußerst massiv und mit Freiräumen für Verschraubungen
ausgestaltet sein müssen,
um die entsprechenden Kräfte
aufnehmen und übertragen bzw. überhaupt
montieren zu können,
wodurch zusätzliche
Kosten entstehen. Ferner überdecken
sich die Grundrisse der beiden miteinander verbundenen Vakuumpumpen
häufig
nicht, so dass eine Pumpe über
den Grundriss der anderen Pumpe hinausragt. Dies führt zu großen erforderlichen
Bauräumen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein kompaktes, einen möglichst geringen Bauraum benötigendes
Vakuumpumpensystem zu schaffen.
-
Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs
1.
-
Das
erfindungsgemäße Vakuumpumpensystem
weist mindestens zwei Vakuumpumpen auf. Im ersten Fall ist ein Pumpenauslass
einer ersten Vakuumpumpe mit dem Pumpeneinlass einer zweiten bzw.
in Strömungsrichtung
nachgeordneten Vakuumpumpe fluidisch verbunden. Die Verbindung erfolgt über eine
Verbindung des Auslassflansches mit dem Einlassflansch. Die Verbindung
erfolgt hierbei vorzugsweise unmittelbar über die Flansche. Es ist jedoch
auch eine mittelbare Verbindung über
Rohrleitungen oder andere Zwischenelemente möglich. Erfindungsgemäß sind an
beiden Pumpengehäusen mindestens
drei Verbindungsstellen zur Kraft- und/oder Momentenübertragung mechanisch miteinander
verbunden. Mindestens zwei der Verbindungsstellen sind hierbei erfindungsgemäß flanschunabhängig.
-
Ferner
ist es möglich,
dass der Pumpeneinlass der zweiten Vakuumpumpe mit dem Pumpeneinlass
der ersten Vakuumpumpe verbunden ist. In einem derartigen Anwendungsfall
sind zwei parallel geschaltete, gleichartige Vakuumpumpen so miteinander
verbunden, dass eine Pumpe aus dem Ansaugbereich der anderen Pumpe
absaugt, so dass dann beide Pumpen unter gleichen Betriebsbedingungen
laufen, wobei auf dem freien Ansaugflansch der anderen Pumpe wieder
eine weitere, auch andersartige Vakuumpumpe aufgesetzt sein kann.
Anstatt einer direkten Anflanschung können beide Ansaugbereiche der
gleichartigen Pumpen über
eine externe Rohrleitung verbunden sein.
-
In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
erfolgt somit entsprechend dem Stand der Technik eine erste mechanische
Verbindung über
die beiden miteinander verbundenen Flansche, so dass die Verbindung
des Auslassflansches mit dem Einlassflansch eine erste Verbindungsstelle
ausbilden, über die
ein Teil der auftretenden Kräfte
und/oder Momente übertragen
wird. Erfindungsgemäß sind sodann
an den beiden Pumpengehäusen
mindestens zwei weitere Verbindungsstellen vorgesehen. Hierbei weisen die
beiden Verbindungsstellen vorzugsweise jeweils ein Verbindungselement
an beiden Pumpengehäusen
auf, wobei die zwei Verbindungselemente einer Verbindungsstelle
in bevorzugter Ausführungsform einander
gegenüberliegend
angeordnet sind. An den zumindest zwei weiteren Verbindungsstellen
erfolgt ebenfalls eine Übertragung
von Kräften
und/oder Momenten. Gegenüber
der unmittelbaren Verbindung von zwei Vakuumpumpen über die
Pumpenflansche hat das zusätzliche
Vorsehen von mindestens zwei Verbindungsstellen den Vorteil, dass
nur ein Teil der Kräfte
und Momente von der Flanschverbindung aufgenommen werden muss. Dies
hat den Vorteil, dass die Flansche selbst weniger robust ausgebildet
sein müssen.
Insbesondere ist es möglich,
die drei Verbindungsstellen in einem möglichst großen Abstand zueinander anzuordnen,
um eine vorteilhafte Kraft- und/oder
Momentenverteilung zu erzielen. In besonders bevorzugter Ausführungsform
liegen somit zumindest zwei Verbindungsstellen außerhalb
der Flanschflächen,
d. h. derjenigen Flächen,
an denen die beiden Flansche aneinander liegen und gegebenenfalls über Schraubverbindungen
oder dergleichen miteinander verbunden sind. Insbesondere liegen mindestens
zwei der Verbindungsstellen außerhalb der
durch Normen definierten Flanschflächen. Bei großen Flanschsystemen
kann es ausreichen, auch nur eine zusätzliche Verbindungsstelle anzuordnen, um
so eine ausreichende Kraft- und Momentenverteilung zu erzielen.
-
Besonders
bevorzugt ist es, dass durch die mindestens zwei flanschunabhängigen Verbindungsstellen
mindestens 25%, insbesondere mindestens 40% der im Betrieb auftretenden
Kräfte
und Momente aufgenommen bzw. übertragen
werden. Hierdurch ist es möglich,
die Flansche an dem miteinander verbundenen Pumpeneinlass und dem
Pumpenauslass weniger massiv und somit entsprechend günstiger auszugestalten.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind mindestens drei flanschunabhängige Verbindungsstellen vorgesehen.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die fluidische Verbindung über den
Einlass- und den Auslassflansch einfacher ausgestaltet werden kann.
Insbesondere ist es möglich, dass
die Flanschverbindung derart ausgebildet ist, dass diese im Wesentlichen
nur zur fluidischen Verbindung dient und im Wesentlichen keine Kraftübertragung
erfolgt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Flanschverbindung
schwer zugänglich
ist. Beispielsweise ist es möglich,
bei dieser Ausführungsform
die Flanschverbindung zwischen Pumpenauslass und Pumpeneinlass derart
auszugestalten, dass lediglich eine abdichtende Funktion erfolgt und
sofern erforderlich zusätzlich
eine Positionierung über
Passstifte oder dergleichen (z. B. Gehäusedichtungen mit Zentrierringen)
vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Verbindung
zwischen den zwei Vakuumpumpen an besser zugänglichen Stellen vorgesehen
werden kann.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist der Pumpenauslass und der Pumpeneinlass somit insbesondere nicht
kraftschlüssig
verbunden. Insbesondere sind keine Schraubverbindungen vorgesehen.
-
Besonders
bevorzugt ist es, dass die Verbindungselemente zumindest teilweise
als vorstehende Ansätze
einer Gehäusewand
der entsprechenden Vakuumpumpe ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass
derartige Ansätze
leichter zugänglich
und insbesondere auch leichter zu bearbeiten sind. Insbesondere
ist es auf einfache Weise hierdurch möglich, Auflageflächen der
Ansätze
zu bearbeiten und möglichst
eben auszugestalten. Vorzugsweise weisen hierbei zwei einander gegenüberliegende
Verbindungselemente an einer Verbindungsstelle zwei zueinander planparallele
Auflageflächen
auf. Hierdurch ist insbesondere vermieden, dass durch die Montage des
Vakuumpumpensystems Spannungen in die Gehäuse der einzelnen Vakuumpumpen
eingebracht werden. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass mindestens
zwei, vorzugsweise alle Auflageflächen einer Vakuumpumpe in einer
Ebene angeordnet sind. Vorzugsweise entspricht diese Ebene einer Flansch-Auflagefläche, wobei
dies insbesondere bei Ausführungsformen
bevorzugt ist, bei denen über
die Flanschverbindung ebenfalls eine Übertragung von Kräften und
Momenten erfolgt. Bei Verwendung von drei oder vier Verbindungsstellen
kann es vorteilhaft sein, die Flanschflächen von Auslass- und Einlassflansch
um etwa 0,1 mm entfernt zu halten, sofern das Dichtungssystem dieses
ermöglicht,
so dass das Flanschsystem keinerlei Verbindungskräfte bzw. -momente
aufnehmen muss. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass aufgrund
Verbindungskräfte ein
Pumpengehäuse
verformt und somit gegebenenfalls verringerte Laufspalte für die Pumpenrotore
verursacht werden.
-
An
den einzelnen Verbindungsstellen sind vorzugsweise zusätzlich Halteelemente
vorgesehen. Die Halteelemente weisen beispielsweise Schrauben, Klemmelemente
oder dergleichen auf, um ein mechanisches Verbinden der einzelnen
Vakuumpumpen des Vakuumpumpensystems zu gewährleisten. Die einzelnen Halteelemente
sind hierbei beispielsweise in die die Verbindungselemente ausbildende
Ansätze
integriert. Beispielsweise kann eine Haltestelle derart ausgebildet
sein, dass eine der beiden zu verbindenden Vakuumpumpen einen zylindrischen
Ansatz aufweist, auf dem ein seitlich nach außen, bezogen auf das zweite
Pumpengehäuse,
ragender fußartiger
Ansatz aufliegt. Es ist sodann möglich,
als Halteelement eine Schraube vorzusehen, die durch den fußartigen
Ansatz der oberen Pumpe hindurch in den zylindrischen Ansatz der
unteren Pumpe geschraubt wird. Ebenso ist es möglich, gesonderte Halteelemente
vorzusehen, wobei hierbei beispielsweise zwei zylindrisch einander
gegenüberliegende Ansätze vorgesehen
sind, die aneinander anliegen, jedoch nicht mechanisch miteinander
verbunden sind. Über
eine klauenartige Verbindung, eine Verbindung mittels einer Öse oder
dergleichen, können die
beiden Gehäuse
der Vakuumpumpe sodann insbesondere außen an deren Seitenwänden miteinander
verbunden sein.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens ein Verbindungselement einer Verbindungsstelle derart
ausgebildet, dass ein Verschieben der beiden Verbindungselemente
an dieser Verbindungsstelle zu einander möglich ist. Insbesondere ist
hierbei eines der beiden Verbindungselemente schienenartig ausgebildet,
so dass das zweite Verbindungselement dieser Verbindungsstelle innerhalb
des ersten schienenartigen Verbindungselements verschoben werden
kann. Besonders bevorzugt ist es hierbei, zwei Verbindungsstellen
derartig auszubilden, wobei die beiden Verschieberichtungen zueinander
parallel sind. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass auf einfache
Weise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können und das Auftreten von
Spannungen aufgrund der Montage vermieden ist. Auch ist es hierdurch
möglich,
Vakuumpumpen unterschiedlicher Größe miteinander zu verbinden. Auch
ist die Montage und Demontage aufgrund des Vorsehens derartiger
schienenartiger Verbindungselemente insbesondere unter engen räumlichen
Bedingungen erleichtert. Bei entsprechender Auslegung der schienenartigen
Verbindungselemente können
auch unterschiedliche Wärmedehnungen
der beiden Pumpen kompensiert werden.
-
Des
Weiteren ist es möglich,
zwischen Verbindungselementen zum Niveauausgleich Distanzelemente
vorzusehen. Dies ist insbesondere zweckmäßig, da hierdurch unterschiedliche
Pumpen miteinander verbunden werden können, so dass ein Baukastensystem
aufgebaut werden kann. Die entsprechenden Distanzelemente können hierbei
starr oder elastisch ausgebildet sein.
-
Die
Lage der einzelnen Verbindungselemente ist in besonders bevorzugter
Ausführungsform
zumindest teilweise derart gewählt,
dass die Verbindungselemente im Bereich von Seitenwänden des Pumpengehäuses und/oder
im Bereich von Lagerflanschen angeordnet sind. Dies hat den Vorteil,
dass eine gute Kraft- und/oder Momenteneinleitung in die Pumpengehäuse möglich ist.
Es ist hierdurch gewährleistet,
dass aufgrund der eingeleiteten Kräfte und/oder Momente eine möglichst
geringe Verformung der Pumpengehäuse
erfolgt. Dies ist insbesondere aufgrund des sehr engen Spiels zwischen
den Pumpengehäusen
und den Pumpelementen wie den Rotoren vorteilhaft.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bzw. einer möglichen
Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist zwischen den
beiden zu verbindenden Vakuumpumpen ein Adapterelement vorgesehen.
Hierdurch ist es möglich,
beispielsweise sehr unterschiedliche Vakuumpumpen miteinander zu verbinden.
Insbesondere ist es möglich,
eine Vakuumpumpe, die keine gesonderten Verbindungselemente aufweist, über den
Auslassflansch mit einer weiteren Vakuumpumpe zu verbinden, die
sodann mehrere Verbindungselemente aufweist. Hierzu weist das Adapterelement
vorzugsweise mindestens zwei Adapterfüße auf. Eine derartige Verbindung
ist insbesondere dann möglich,
wenn der Flansch der oberen Pumpe zur Aufnahme von Kräften und/oder Momenten
ausreichend dimensioniert ist. Die untere Pumpe würde wiederum
so belastet, dass mindestens zwei flanschunabhängige Verbindungsstellen mindestens
25%, insbesondere mindestens 40% der im Betrieb auftretenden Kräfte aufnehmen
bzw. übertragen
würden.
-
Die
einzelnen vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Vakuumpumpensystems
mit mindestens zwei Vakuumpumpen weisen insbesondere den Vorteil
auf, dass durch entsprechende Abstimmung der Lage der Einlass- und
Auslassflansche sowie der Verbindungsstellen ein sehr kompaktes
Vakuumpumpensystem realisiert werden kann. Insbesondere weist dies
eine geringe Baulänge
auf, da es beispielsweise möglich
ist, die kleinere von zwei Vakuumpumpen innerhalb des Grundrisses
der größeren Vakuumpumpe
anzuordnen, so dass die kleinere Pumpe nicht über die größere Pumpe vorsteht. Insbesondere
bei Rootspumpen ist es möglich,
die Position des Auslassflansches axial zumindest in gewissen Grenzen
frei zu wählen. Hierdurch
ist eine entsprechende geometrische Anpassung und somit eine Verbesserung
der Lage der beiden Pumpen zueinander möglich, um ein kompaktes Vakuumpumpensystem
zu schaffen.
-
Insbesondere
ist es durch das erfindungsgemäße Vorsehen
von Verbindungselementen an den einzelnen Vakuumpumpen möglich, ein
Baukastensystem unterschiedlicher Vakuumpumpen, insbesondere von
Vorvakuum- und Hochvakuumpumpen vorzusehen. Es ist hierbei auf einfache
Weise möglich, unterschiedliche
Pumpen mit verschiedenen Leistungen miteinander zu kombinieren,
so dass Vakuumpumpensysteme mit sehr unterschiedlichem Leistungsspektrum
auf einfache Weise realisiert werden können. Hierdurch ist es möglich, die
Systemkosten sehr niedrig zu halten. Ferner weisen die unterschiedlichen
Ausführungsformen
der Erfindung die Vorteile auf, dass ein kompaktes Vakuumpumpensystem
geschaffen werden kann, dass zusätzlich eine
hohe Robustheit aufweist. Des Weiteren kann die Montage deutlich
vereinfacht werden. Aufgrund des vorzugsweise gestalteten Baukastensystems
ist eine hohe Flexibilität
erzielbar, wobei ein modulares skalierbares Baukastensystem realisiert
werden kann. Des Weiteren ist es selbstverständlich möglich, mehr als zwei Pumpen
in einem Vakuumpumpensystem miteinander zu kombinieren. Aufgrund
der vorteilhaften Kraft- und/oder Momentenübertragung ist ferner ein Transport
des gesamten Vakuumpumpensystems mit einem Kran oder einem Flurfördersystem
(z. B. Gabelstapler) möglich.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die anliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 bis 5 Draufsichten
unterschiedlicher Ausführungsformen
einer Vakuumpumpe eines Vakuumpensystems,
-
6 eine
vergrößerte Schnittansicht
in Richtung des Pfeils VI in 5,
-
7 eine
schematische Draufsicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Verbindungsstelle,
-
8 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie VIII in 7,
-
9 und 10 schematische
Seitenansichten bevorzugter Ausgestaltungen von Verbindungsstellen,
-
11 eine
schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Vakuumpumpensystems,
-
12 eine
Ansicht der Unterseite der in 11 dargestellten
oberen Vakuumpumpe in Richtung des Pfeils XII in 11,
-
13 eine
schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Flanschverbindung
und
-
14 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Vakuumpumpensystems
mit Adapterelement.
-
In
den 1 bis 5 ist stark vereinfacht jeweils
eine Draufsicht auf eine Vakuumpumpe, wie eine Schrauben-Vakuumpumpe
dargestellt. Auf die jeweilige Oberseite 10 des entsprechenden
Vakuumpengehäuses
wird die zweite in den Figuren nicht dargestellte Vakuumpumpe des
Vakuumpumpensystems aufgesetzt und mit der ersten dargestellten
Vakuumpumpe 12 verbunden. In sämtlichen bei den 1 bis 5 dargestellten
Vakuumpumpen 12 ist an der Oberseite 10 ein Einlassflansch 14 dargestellt, der
eine Einlassöffnung 16 umgibt.
Der Einlassflansch 14, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
quadratischen Querschnitt aufweist, kann selbstverständlich auch
kreisförmig
ausgebildet sein. Der Einlassflansch 14 weist im dargestellten
Ausführungsbeispiel
vier Befestigungsbohrungen 18 auf. Über korrespondierende Befestigungsbohrungen
an dem Auslassflansch, der mit der ersten Pumpe 12 zu verbindenden
daraufgesetzten zweiten Pumpe, kann eine mechanische Verbindung
der beiden Flansche über
Schrauben erfolgen. Ferner weisen die in den 1 bis 5 dargestellten
Vakuumpumpen 12 seitlich einen Auslass 20 auf.
-
Zur
Ausbildung von Verbindungsstellen sind in dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel sechs
zylindrisch ausgebildet, sich von der Gehäuseseite 10 nach oben
erstreckende Verbindungselemente 22 vorgesehen. Über diese
zylindrischen, säulenartigen
Verbindungselemente 22 kann über unterschiedliche Verbindungsmöglichkeiten,
wie später anhand
der 6 bis 10 erläutert, eine Verbindung mit
der zweiten bzw. oberen Vakuumpumpe erfolgen. Bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind somit außerhalb
des Flansches 14 sechs flanschunabhängige Verbindungselemente 22 zur
Ausbildung von bis zu sechs Verbindungsstellen vorgesehen. Die Verbindung
der ersten Pumpe 12 mit der darüber angeordneten zweiten Pumpe
kann somit mechanisch ausschließlich über die
Verbindungsstellen erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass über dem
Flansch 14 keine oder nur geringe Kräfte und/oder Momente übertragen
werden müssen.
Es ist somit nicht erforderlich, den Flansch 14 besonders robust
oder stabil auszugestalten.
-
Insbesondere
bei kleineren Vakuumsystemen kann es ausreichend sein, nur zwei
Verbindungselemente 22 (2) vorzusehen.
Die Verbindung mit der zweiten darüber angeordneten Vakuumpumpe
erfolgt somit sodann über
die beiden Verbindungselemente 22 sowie über den
Flansch 14.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit
sind drei flanschunabhängige
Verbindungsstellen 22 (3) vorgesehen.
Es handelt sich somit um eine Dreipunkt-Verbindung über die
drei Verbindungselemente 22. Der Flansch 14 muss
bei dieser Ausführungsform
nicht zur Aufnahme von Kräften und/oder
Momenten geeignet sein.
-
Bei
den in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
weisen die einzelnen zylindrisch ausgebildeten Verbindungsstellen 22 Gewindebohrungen 24 zur
Aufnahme von Befestigungsschrauben auf, wobei auch bei diesen Ausführungsbeispielen
eine andere, nachfolgend anhand der 7 bis 10,
beschriebene Verbindung der beiden Pumpen erfolgen kann.
-
Eine
alternative Verbindung ist schematisch in 4 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt
die Verbindung nicht über
die Verbindungselemente 22. Die Verbindungsstellen 22 sind
hierbei zylindrisch ausgebildet und weisen eine ebene Oberfläche 26 auf,
auf der beispielsweise den Verbindungselementen 22 entsprechende
zylindrische fußartige Elemente
der darüber
liegenden Vakuumpumpe aufgesetzt sind. Die Verbindungselemente 22 dienen somit
in dieser Ausführungsform
ausschließlich
als Auflage, jedoch nicht zur mechanisch festen Verbindung. Die
mechanische Verbindung erfolgt über
gesonderte Halteelemente 28. Hierbei ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel
je Verbindungselement 22 ein Halteelement 28 vorgesehen,
das an einer Außenwand 30 des
Pumpengehäuses
angeordnet ist. Es handelt sich hierbei um Ansätze mit U-förmigen Ausnehmungen,
so dass eine Befestigung mit einem entsprechenden an der zweiten
Vakuumpumpe vorgesehenen Halteelement über Gewindestangen und dergleichen
möglich
ist (siehe hierzu später 9).
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
(5) sind anstelle der zylindrischen Verbindungselemente 22 schienenartige
Verbindungselemente 32 vorgesehen. Diese Verbindungselemente weisen
eine im Querschnitt rechteckige Schiene 33 auf, die fest
mit dem Gehäuse
der unteren Pumpe 12 verbunden ist. Auf der Schiene 33 ist
ein Schlitten 37, der fest mit dem Gehäuse der oberen Pumpe verbunden
ist, in Längsrichtung 39 des
Pumpengehäuses verschiebbar.
Zur Justage kann ferner eine seitliche Führung 33a vorgesehen
sein. Hierdurch ist auf einfache Weise ein Ausrichten der oberen
Pumpe gegenüber
der unteren Pumpe möglich.
Hierdurch ist insbesondere sichergestellt, dass in den Flansch 14 keine
Spannungen aufgrund der Montage eingebracht werden. Zur mechanischen
Verbindung der beiden Pumpen sind bei dieser Ausführungsform
sodann wieder an den Seitenwänden 30 der
unteren Pumpe sowie auch der oberen nicht dargestellten Pumpe Halteelemente 28 vorgesehen.
-
Die
Verbindung von zwei oder mehr Pumpen eines Vakuumpumpensystems kann
wie nachfolgend anhand der 7 bis 10 erläutert, erfolgen.
-
Bei
einer ersten Ausführungsform
einer Verbindungsstelle 34 (7, 8)
ist mit der oberen Seite 10 der unteren Pumpe 12 das
zylindrisch ausgebildete Verbindungselement 22 vorgesehen.
Ein Gehäuse 36 einer
oberen Pumpe weist einen seitlichen augenartigen Ansatz 38 auf.
Dieser liegt mit seiner Unterseite auf der ebenen Oberseite 26 des
Verbindungselements 22 auf. Ferner weist das Verbindungselement 38 des
oberen Pumpengehäuses 36 eine
Bohrung 40 auf, die mit der Gewindebohrung 24 des
unteren Verbindungselements 22 fluchtet. Es ist somit möglich, die
Fixierung über
eine in 7 nicht dargestellte Schraube 42 (8)
vorzunehmen.
-
Ebenso
ist es möglich
eine Verbindungsstelle 34 durch die Verbindung von zwei
laschenförmigen Verbindungselementen 38 (9)
zu realisieren. Die beiden laschenartig ausgebildeten Verbindungselemente 38 liegen
in dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel
nicht unmittelbar aneinander an, sondern weisen ein dazwischen angeordnetes
Distanzelement 44 auf. Dieses kann starr oder elastisch ausgebildet
sein und je nach Ausgestaltung der Verbindungselemente gegebenenfalls
auch entfallen.
-
Die
beiden laschenartigen, insbesondere an einer Außenwand der Pumpgehäuse angeordneten Verbindungselemente 38 können auch
als Halteelemente dienen. Über
die Halteelemente erfolgt somit, wie vorstehend anhand der Halteelemente 28 (4 und 5)
beschrieben, im Wesentlichen ein mechanisches Verbinden der beiden
Pumpen. Zusätzlich
sind sodann Verbindungselemente vorgesehen, auf denen die beiden
Pumpen aufeinander aufliegen, jedoch keine mechanische Verbindung
erfolgt. Diese können
wie beispielsweise anhand der 4 und 5 beschrieben,
ausgebildet sein.
-
Ferner
kann eine Verbindungsstelle 34 auch wie in 10 dargestellt,
ausgebildet sein. Hierbei ist zwischen einem laschenförmigen Verbindungselement 38 und
einem zylindrischen Verbindungselement 22, die wiederum über eine
Schraube 42 miteinander verbunden sind, bedarfsweise ein
Distanzelement 44 angeordnet.
-
In 11 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Pumpensystems gemäß der Erfindung
dargestellt. Das Pumpensystem weist als untere, erste Pumpe 12 beispielsweise
eine Schrauben-Vakuumpumpe auf. Als zweite bzw. obere Pumpe 35 ist
eine Roots-Vakuumpumpe angeordnet. Die Verbindung der beiden Pumpen 12, 35 ist
derart aufeinander abgestimmt, dass das Vakuumpumpensystem möglichst
kompakt ausgebildet ist. Insbesondere steht in Seitenansicht die
obere Pumpe 35 seitlich nicht über der unteren Pumpe 12 vor.
Die Verbindung der beiden Pumpen 12, 35 erfolgt
auf der rechten Seite in 11 über zwei
hintereinander liegende Verbindungsstellen 34. Diese sind
wie in 9 und 10 dargestellt, ausgebildet,
wobei zum Höhenausgleich
ein Distanzelement 44 vorgesehen ist. Auf der in 11 linken
Seite sind ebenfalls hintereinander angeordnet zwei weitere Verbindungsstellen 34 vorgesehen,
wobei es sich hierbei um eine, entsprechend 7 und 8 ausgebildete,
Verbindungsstelle handelt. Diese weist kein Distanzelement auf.
-
In
der Unteransicht der Roots-Vakuumpumpe 35 (12)
sind somit die vier Verbindungselemente 38 der vier Verbindungsstellen 34 sichtbar. Ferner
ist aus dieser Ansicht ein Auslassflansch 46 ersichtlich,
der mit dem Einlassflansch 14 der unteren Pumpe 12 verbunden
ist. Die Verbindung kann über Schrauben
an entsprechenden hierfür
vorgesehenen Bohrungen 18 erfolgen. Da jedoch nicht unbedingt eine
Kraft- und/oder Momentenübertragung über die Flansche 46, 14 erfolgen
muss, kann auch eine rein fluidische Verbindung mit entsprechenden
Dichtelementen erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass an den gegebenenfalls
schwer zugänglichen
Flanschen 14, 46 keine Montage durch Schrauben
erfolgen muss.
-
Eine
Flanschverbindung zwischen zwei Flanschen 14, 46 ist
als Beispiel in 13 dargestellt. Bei einer derartigen
Flanschverbindung erfolgt im Wesentlichen keine Übertragung von Kräften und/oder
Momenten zwischen den beiden Flanschen 14, 46.
Es handelt sich um eine rein fluidische Verbindung zwischen den
beiden Flanschen 14, 46. Hierzu ist in dem Flansch 14 eine
Ringnut 48 vorgesehen, die den Einlass 16 der
unteren Pumpe 12 umgibt. An der Ringnut 48 ist
ein Dichtelement 52 angeordnet, so dass ein Abdichten gegenüber dem
oberen Flansch 46 erfolgt. Die beiden Gehäuse werden
an Verbindungsstellen 34 über Schrauben 42 miteinander
verbunden und zueinander ausgerichtet. Eine Ausrichtung kann auch über Passstifte
erfolgen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung eines Pumpensystems ist eine obere bzw. zweite
Pumpe 56 (14) ausschließlich über ihren
Auslassflansch 46 mit der unteren Pumpe 12 verbunden.
Um eine gute Aufnahme der auftretenden Kräfte und/oder Momente zu realisieren,
erfolgt keine unmittelbare Verbindung des Auslassflansches 46 mit
dem Einlassflansch 14. Vielmehr ist ein Adapterelement 58 vorgesehen.
Das Adapterelement ist derart ausgebildet, das es einerseits eine
mechanische und fluidische Verbindung zwischen den beiden Flanschen 46, 14 realisiert
und ferner mindestens zwei Adapterfüße 60 aufweist. Das
Adapterelement 58 des dargestellten Ausführungsbeispiels
ist in Draufsicht somit im Wesentlichen Y-förmig ausgestaltet, so dass
die Adapterfüße 60 hintereinanderliegend
angeordnet sind. Die beiden Adapterfüße 60 sind mit Verbindungselementen 22 der
unteren Pumpe 12 verbunden, wobei die Verbindung erfindungsgemäß wie an
unterschiedlichen Beispielen beschrieben erfolgen kann.
-
Um
die gegebenenfalls schwere obere Vakuumpumpe möglichst kraft- und momentenfrei
auf das Pumpengehäuse
der unteren Pumpe montieren zu können,
ist es besonders vorteilhaft, das Adapterelement 58 so
zu gestalten, dass es X-förmig über vier Verbindungsstellen 22 fixiert
wird und der Einlassflansch 14 der unteren Pumpe 12 nahezu
unbelastet bleibt.
-
Selbstverständlich können erfindungsgemäße Pumpensysteme
nicht nur zwei, sondern auch mehr als zwei Pumpen aufweisen.
