DE102014224197A1

DE102014224197A1 - Vakuumpumpengehäuseanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102014224197A1
Application number: DE102014224197.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Hinrichs; Said Jennaoui
Original assignee: Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Current assignee: Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) mit einem Topfabschnitt (12), der dazu ausgebildet ist, Vakuumpumpenkomponenten (40) aufzunehmen, und der im Bereich eines axialen Endes einen Verbindungsabschnitt (22) aufweist, und einem Abdeckabschnitt (26), der mit dem Topfabschnitt (12) verbunden ist und einen Anlageabschnitt (28) aufweist, der unter Bildung einer Verbindungsebene (30) mit dem Verbindungsabschnitt (22) verbunden ist. Dabei ist die Verbindungsebene (30) im Bereich einer Stirnseite (20) des Topfabschnittes (12) ausgebildet, so dass die Verbindungsebene (30) im Wesentlichen radial ausgerichtet ist, wobei der Topfabschnitt (12) und der Abdeckabschnitt (26) über eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) abdichtende Schweißverbindung (34) miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpengehäuseanordnung mit einem Topfabschnitt, der dazu ausgebildet ist, Vakuumpumpenkomponenten aufzunehmen, und der im Bereich eines axialen Endes einen Verbindungsabschnitt aufweist, und mit einem Abdeckabschnitt, der mit dem Topfabschnitt verbunden ist und einen Anlageabschnitt aufweist, der unter Bildung einer Verbindungsebene mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Vakuumpumpengehäuseanordnung.
Aus dem Dokument WO 2010/085935 A2 ist ein Vakuumpumpengehäusedeckel mit einer ebenen Anlagefläche zum Anbauen des Vakuumpumpengehäusedeckels bekannt. Der Deckel ist als Umformteil aus Stahl mit einem Durchgangsloch ausgeführt, das auf der der ebenen Anlagefläche abgewandten Seite des Deckels von einem Stutzengehäuseteil umgeben ist, das ebenfalls als Umformteil aus Stahl ausgeführt und stoffschlüssig mit dem Deckel verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt hierbei über Buckelschweißen, wobei zwischen dem Stutzengehäuseteil und dem Deckel eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die mehrere O-Ringe aufweist. Der Deckel selbst ist am Außenumfang mit mehreren Durchgangslöchern ausgebildet, die zum Durchführen von Befestigungsschrauben dienen, mit denen der Vakuumpumpengehäusedeckel an dem Gehäuse, das heißt an dem Topfabschnitt der Vakuumpumpe, befestigbar ist.
Ferner ist aus dem Dokument WO 2009/109282 A1 ein weiterer Vakuumpumpengehäusedeckel bekannt, der einen Rotoranlagekörper mit einer ebenen Anlagefläche für einen Rotor und einen Rotorlagerkörper aufweist, der einstückig mit dem Rotoranlagekörper verbunden ist und einen Rotorlagerabschnitt aufweist, der zur Lagerung des Rotors dient. Dabei ist der Rotorlagerkörper in einem Umformbereich einstückig mit dem Rotoranlagekörper verbunden und weist eine Öffnung auf, die durch einen Lagerverschlussdeckel verschlossen ist, der stoffschlüssig mit dem Rotorlagerkörper verbunden ist. Der Rotorlagerkörper weist an seinem Außenumfang wiederum Durchgangsöffnungen auf, durch die Befestigungsmittel wie Schrauben hindurchführbar sind, um den Rotorlagerkörper mit einem Topfabschnitt eines Vakuumpumpen-gehäuses zu verbinden.
Die Befestigung des Deckel- bzw. Abdeckabschnittes mit dem Topfabschnitt über eine Mehrzahl von Schrauben führt zum einen zu einem relativ hohen Gewicht der Gehäuseanordnung. Zum anderen ist es zur Abdichtung der Gehäuseanordnung notwendig, zwischen dem Abdeckabschnitt und dem Topfabschnitt eine Dichtung einzulegen, was zu einem erhöhten Montageaufwand und Lagerhaltungskosten etc. führt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vakuumpumpengehäuseanordnung sowie ein verbessertes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, wobei vorzugsweise wenigstens einer der oben beschriebenen Nachteile überwunden wird.
Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vakuumpumpengehäuseanordnung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Verbindungsebene im Bereich einer Stirnseite des Topfabschnittes ausgebildet ist, so dass die Verbindungsebene im Wesentlichen radial ausgerichtet ist, wobei der Topfabschnitt und der Abdeckabschnitt über eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung abdichtende Schweißverbindung miteinander verbunden sind.
Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpengehäuseanordnung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung, mit den Schritten, einen Topfabschnitt bereitzustellen, der im Bereich eines axialen Endes einen Verbindungsabschnitt aufweist, einen Abdeckabschnitt bereitzustellen, der einen Anlageabschnitt zur Anlage an dem Verbindungsabschnitt aufweist, den Anlageabschnitt und den Verbindungsabschnitt zusammenzuführen, und schließlich eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung abdichtende Schweißverbindung zu bilden.
Durch die Maßnahme, die Verbindung zwischen dem Topfabschnitt und dem Abdeckabschnitt, der insbesondere als Deckel ausgebildet sein kann, mittels einer Schweißverbindung zu realisieren, kann die Vakuumpumpengehäuseanordnung zum einen mit einem geringeren Gewicht realisiert werden. Ferner ist das Bereitstellen einer separaten Dichtung für die Abdichtung zwischen Abdeckabschnitt und Topfabschnitt nicht notwendig.
Der Topfabschnitt und/oder der Abdeckabschnitt können dabei insbesondere aus einem Metall hergestellt sein.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn der Topfabschnitt und/oder der Abdeckabschnitt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sind. Insbesondere kann der Topfabschnitt dabei aus Druckguss hergestellt sein, wodurch der Topfabschnitt kostengünstig bereitgestellt werden kann. Der Abdeckabschnitt kann ebenfalls aus Aluminium hergestellt sein, kann jedoch auch aus einem Stahl hergestellt sein.
Ferner ist es generell möglich, die Wandstärke von Topfabschnitt und/oder die Dicke des Abdeckabschnittes zu reduzieren und hierdurch Gewicht einzusparen.
Das Schweißverfahren ist vorzugsweise ein Strahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen. Es ist jedoch auch möglich, den Schweißvorgang durch ein Laser-Vakuum-Schweißen durchzuführen. Alternativ ist es auch möglich, eine Kombination von Strahlverfahren (Hybridverfahren) bzw. ein Tandemverfahren einzusetzen. Das hat den Vorteil, dass jeweils die vorteilhaften Ausprägungen der jeweiligen Verfahren überwiegen und diese sich insgesamt positiv auf die Schweißverbindung auswirken.
Der Topfabschnitt weist vorzugsweise einen Boden sowie einen umlaufenden Wandabschnitt auf, wobei der Verbindungsabschnitt vorzugsweise im Bereich des freien Endes des Wandabschnittes vorgesehen ist. Der Abdeckabschnitt kann dabei als Deckelabschnitt ausgebildet sein, der im Wesentlichen radial ausgerichtet ist. Der Anlageabschnitt des Abdeckabschnittes kann hierbei an einer radial ausgerichteten Fläche des Abdeckabschnittes ausgebildet sein oder an einer Umfangsfläche des Deckelabschnittes.
Andererseits kann der Deckelabschnitt jedoch auch einen umlaufenden Wandabschnitt aufweisen, wobei der Anlageabschnitt im Bereich eines freien Endes des Wandabschnittes des Abdeckabschnittes ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Schweißverbindung im Bereich zwischen axialen Enden der Gehäuseanordnung ausgebildet sein, beispielsweise in der Mitte hiervon.
Für diesen Fall kann es auch bevorzugt sein, wenn die Wandabschnitte von Topfabschnitt und Abdeckabschnitt über Zentrierungsschultern miteinander verbunden sind.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist der Topfabschnitt nach oben hin geschlossen, und der Abdeckabschnitt ist als Bodenabschnitt ausgebildet. Der Bodenabschnitt kann dabei in gleicher Weise ausgestaltet werden wie der oben beschriebene Deckelabschnitt.
Durch die erfindungsgemäße Schweißverbindung kann der Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung gegenüber der Umgebung vorzugsweise vollständig abgedichtet werden, so dass eine separate Dichtung wie ein O-Ring vorzugsweise nicht erforderlich ist.
Das Ausbilden der umlaufenden Schweißverbindung kann dabei erfolgen, indem ein Schweißwerkzeug fixiert wird und die zusammengeführte Anordnung aus Topfabschnitt und Abdeckabschnitt um eine Achse verdreht wird. Alternativ kann ein Schweißwerkzeug um eine feststehende Gehäuseanordnung herumgeführt werden.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schweißverbindung als radial oder winklig ausgerichtete Stoß-Schweißnaht ausgebildet.
Unter einer Stoß-Schweißnaht wird vorliegend verstanden, dass die Schweißverbindung im Bereich eines Stoßes zwischen Verbindungsabschnitt und Anlageabschnitt ansetzt, also im Bereich der Verbindungsebene ansetzt. Dabei wird die Stoß-Schweißnaht entweder so ausgebildet, dass sich die Schweißnaht, ausgehend von einem Ausgangspunkt der Schweißverbindung, entweder in radialer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Verbindungsebene erstreckt, oder aber winklig hierzu ausgerichtet ist.
Bei einer derartigen Stoß-Schweißnaht ist die Schweißverbindung mit vergleichsweise wenig Energie realisierbar. Ferner kann vorzugsweise ein Verzug des Abdeckabschnittes und/oder des Topfabschnittes vermieden werden.
Ferner kann bei einer derartigen Stoß-Schweißnaht ein vergleichsweise großer Querschnitt realisiert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beispielsweise der Topfabschnitt aus einer Aluminiumdruckgusslegierung hergestellt ist, die in der Regel reich an Poren ist. Beim Schweißen und der damit einhergehenden Vermischung der Werkstoffe von Topfabschnitt und Abdeckabschnitt können dabei Gasblasen entstehen. Durch den vergleichsweise großen Querschnitt der Stoß-Schweißnaht können diese Blasen dabei aus der Schweißverbindung austreten, so dass sich eine deutlich porenärmere Schweißverbindung realisieren lässt.
Ferner ist es hierbei vergleichsweise einfach möglich, beispielsweise bei einem feststehenden Schweißwerkzeug die Gehäuseanordnung nicht nur um eine Achse rotieren zu lassen, sondern auch in einer Richtung quer hierzu in Abhängigkeit vom jeweiligen zu schweißenden Umfangsabschnitt zu verschieben. Hierdurch ist es möglich, den Abdeckabschnitt und den Topfabschnitt auch mit nichtrunden Querschnittsgeometrien zu realisieren.
Ferner sind hinsichtlich der Geometrien von Verbindungsabschnitt und Anlageabschnitt keine engen Toleranzen notwendig. Schließlich hat vorzugsweise ein radialer Versatz des Abdeckabschnittes keinen erheblichen Einfluss auf die Schweißnaht. Schließlich ist es ferner vorteilhaft, dass bei einer derartigen Stoß-Schweißnaht die Dicke des Deckels vorzugsweise keine Rolle spielt. Ferner sind gegebenenfalls dünne Wandstärken realisierbar.
Von besonderem Vorteil ist es, dass eine gebundene Dichtfläche breiter ist als bei einer axialen Naht, so dass Poren in der Schweißnaht nicht mehr kritisch für die Dichtheit sind.
Bei der winklig ausgerichteten Stoß-Schweißnaht ist es vorzugsweise möglich, Geometrieabweichungen des Deckels in radialer Richtung zu kompensieren (Überstände des Deckels und/oder radial zurückversetzte Abschnitte des Deckels gegenüber dem Verbindungsabschnitt). Der Schweißstrahl kann dabei vorzugsweise immer gegen den Abdeckabschnitt gerichtet sein. Dies hat den Vorteil, dass bei einem versehentlichen Durchschweißen (Durchdringen des Schweißstrahls) Komponenten im Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung nicht beschädigt werden.
Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn die Stoß-Schweißnaht unter einem Winkel von 2° bis 15° zur Verbindungsebene ausgerichtet ist, insbesondere in einem Bereich von 5° bis 10°.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine axiale Breite der Stoß-Schweißnaht über den Umfang der Stoß-Schweißnaht unterschiedlich, und zwar als Funktion der axialen Belastbarkeit.
Hierdurch ist es möglich, an partiellen Stellen des Umfangs, die eine größere Belastung, insbesondere eine größere axiale Belastung, erfahren, die Schweißnaht axial breiter und damit mit einer höheren Festigkeit zu realisieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine radiale Länge der Stoß-Schweißnaht größer als die Hälfte der radialen Dicke eines den Verbindungsabschnitt bildenden Wandabschnittes des Topfabschnittes und/oder ist kleiner als die radiale Dicke des Wandabschnittes.
Hierdurch kann zum einen eine hohe Festigkeit realisiert werden. Zum anderen kann hierdurch vermieden werden, dass die Schweißnaht bis in das Innere des Gehäuses vordringt, was einen negativen Einfluss auf die Komponenten im Innenraum der Gehäuseanordnung haben könnte.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des ersten Aspektes der erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung ist die Schweißverbindung als quer zur Verbindungsebene ausgerichtete Schweißnaht ausgebildet, die den Abdeckabschnitt oder den Topfabschnitt durchsetzt.
Bei dieser Variante verläuft die Schweißnaht generell quer zu der Verbindungsebene und verläuft folglich entweder durch den Topfabschnitt hindurch, in der Regel jedoch durch den Abdeckabschnitt hindurch.
Hierbei ist es notwendig, die Schweißverbindung auf die Dicke des Bauteiles abzustimmen, das von der Schweißnaht durchsetzt wird. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Stoß-Schweißnaht hat die durchsetzende Schweißnaht im Bereich des Überganges zwischen Anlageabschnitt und Verbindungsabschnitt in der Regel einen kleineren Querschnitt, so dass Gasblasen nicht so leicht aus der Schmelze austreten können.
Insgesamt ist es bei den oben beschriebenen Ausführungsformen vorteilhaft, wenn eine radiale Dicke eines den Verbindungsabschnitt bildenden Wandabschnittes des Topfabschnittes kleiner gleich einer axialen Dicke des Anlageabschnittes des Abdeckabschnittes ist.
Hierdurch kann der Topfabschnitt mit geringem Gewicht realisiert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vakuumpumpengehäuseanordnung der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei der die Verbindungsebene im Bereich einer Innenseite des Verbindungsabschnittes des Topfabschnittes ausgebildet ist, so dass die Verbindungsebene im Wesentlichen axial ausgerichtet ist, wobei der Topfabschnitt und der Abdeckabschnitt über eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung abdichtende Schweißverbindung miteinander verbunden sind.
Die Verbindungsebene ist bei dieser Variante keine Ebene im klassischen Sinne sondern ist im einfachsten Fall als zylindrische Fläche ausgebildet.
Auch bei dieser Variante lassen sich, je nach Ausführungsform, einige der oben beschriebenen Vorteile realisieren.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn die Schweißverbindung als axial oder winklig ausgerichtete Stoß-Schweißnaht oder als quer zur Verbindungsebene ausgerichtete Schweißnaht ausgebildet ist, die den Verbindungsabschnitt des Topfabschnittes radial durchsetzt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vakuumpumpengehäuseanordnung der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei der der Anlageabschnitt und der Verbindungsabschnitt mittels einer Bördelung miteinander verbunden sind.
Eine derartige Bördelung kann ebenfalls so ausgestaltet werden, dass die Vakuumpumpengehäuseanordnung mit geringerem Gewicht realisiert wird, verglichen mit dem Fall, bei dem der Topfabschnitt und der Abdeckabschnitt über eine Anordnung von mehreren über den Umfang verteilten Schrauben miteinander verbunden sind. Bei der Ausbildung mit einer Bördelung kann es gegebenenfalls notwendig sein, eine Abdichtung zwischen Anlageabschnitt und Verbindungsabschnitt vorzusehen, beispielsweise in Form eines O-Ringes.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
2 eine Detailansicht durch eine Vakuumpumpengehäuseanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
4 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
5 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
6 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
7 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
8 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
9 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung;
10 eine Detailansicht X der 9;
11 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung; und
12 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpengehäuseanordnung.
In 1 ist eine Vakuumpumpengehäuseanordnung im Längsschnitt schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Die Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 beinhaltet einen Topfabschnitt 12, der eine Längsachse 14 aufweist. An einem Längsende weist der Topfabschnitt 12 einen Boden 16 auf. Ferner weist der Topfabschnitt 12 einen von dem Boden 16 am Rand vorstehenden ringförmigen Wandabschnitt 18 auf. Der Topfabschnitt 12 kann rotationssymmetrisch sein, um die Längsachse 14 herum. Der Topfabschnitt 12 kann jedoch auch eine unregelmäßige Form aufweisen. Im Bereich des freien Endes des Wandabschnittes 18 bildet eine Stirnseite 20 des Wandabschnittes 18 einen Verbindungsabschnitt 22.
Die Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 beinhaltet ferner einen Abdeckabschnitt 26, der vorliegend als Deckelabschnitt ausgebildet ist. Der Abdeckabschnitt 26 ist im Wesentlichen radial ausgerichtet und weist an seiner einen axialen Seite im Bereich eines Randes einen Anlageabschnitt 28 auf, der an die Form des Verbindungs-abschnittes 22 des Topfabschnittes 12 angepasst ist. Der Abdeckabschnitt 26 liegt auf dem Topfabschnitt 12 auf, wobei der Verbindungsabschnitt 22 und der Anlageabschnitt 28 aneinander anliegen und eine Verbindungsebene 30 definieren, die im Wesentlichen radial verläuft. Eine axiale Dicke des Abdeckabschnittes 26 ist bei 32 gezeigt. Eine radiale Dicke des Wandabschnittes 18 ist bei T_w gezeigt.
Der Topfabschnitt 12 ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, und zwar vorzugsweise in einem Druckgussverfahren. Der Abdeckabschnitt 26 kann ebenfalls aus Aluminium hergestellt sein, kann jedoch auch aus Stahl hergestellt sein. Der Abdeckabschnitt 26 beinhaltet vorzugsweise wenigstens eine Lageraufnahme für ein im Inneren der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 aufgenommenes Lager, das zum Lagern einer Drehkomponente einer Vakuumpumpe dient.
Der Topfabschnitt 12 und der Abdeckabschnitt 26 sind im Bereich der Verbindungsebene 30 mittels einer Stoß-Schweißnaht 34 umlaufend miteinander verbunden. Die Stoß-Schweißnaht 34 ist im Wesentlichen radial ausgerichtet und weist eine radiale Länge 36 auf, die kleiner ist als die radiale Dicke T_w des Wandabschnittes 18, jedoch vorzugsweise größer als die Hälfte der radialen Dicke T_w. Ferner weist die Stoß-Schweißnaht 34 eine axiale Breite 38 auf, die vergleichsweise groß sein kann.
Die radiale Länge 36 und/oder die axiale Breite 38 kann dabei über den Umfang variabel ausgestaltet sein, und zwar als Funktion der axialen Belastung.
Die Stoß-Schweißnaht 34 bildet eine umlaufende Stoß-Schweißnaht, die den Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 abdichtet. Im Inneren der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 sind schematisch angedeutete Vakuumpumpenkomponenten 40 aufgenommen, die beispielsweise einen Rotor und daran gelagerte Flügelzellen beinhalten können. Eine Drehachse von derartigen Vakuumpumpenkomponenten 40 liegt vorzugsweise parallel zu der Längsachse 14.
In den folgenden Figuren werden weitere Ausführungsformen von Vakuumpumpengehäuseanordnungen dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der oben beschriebenen Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10' der 2 ist die Verbindungsebene 30 ebenfalls im Wesentlichen radial ausgerichtet. Der Abdeckabschnitt 26 und der Topfabschnitt 12 sind über eine quer zu dieser Verbindungsebene 30 ausgerichtete Schweißnaht 48 miteinander verbunden, die den Abdeckabschnitt 26 im Wesentlichen axial oder winklig hierzu durchsetzt.
Die Durchgangs-Schweißnaht 48 weist im Bereich der Oberseite des Abdeckabschnittes 26 eine radiale Breite 42 auf. Ferner weist die Durchgangs-Schweißnaht 48 eine axiale Länge 44 auf, die größer ist als die axiale Dicke 32 des Abdeckabschnittes 26. Eine Innenbreite 46 der Durchgangs-Schweißnaht 48 im Bereich der Verbindungsebene 30 ist kleiner als die radiale Breite 42, und in der Regel kleiner als die axiale Breite 38 der in 1 gezeigten Stoß-Schweißnaht.
In den 3 und 4 sind Abwandlungen der in 2 gezeigten Ausführungsform gezeigt.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10'' der 3 weist der Wandabschnitt 18'' generell eine radiale Dicke T_w auf, weist jedoch im Bereich des Verbindungsabschnittes 22'' benachbart zu dem Abdeckabschnitt 26 eine radiale Dicke T_w'' auf, die kleiner ist als die radiale Dicke T_w. Die radiale Dicke T_w'' kann dabei kleiner gleich einer axialen Dicke 32 des Anlageabschnittes 28 des Abdeckabschnittes 26 sein.
4 zeigt eine weitere Variante der 2 in Form einer Vakuumpumpengehäuseanordnung 10''', bei der eine radiale Dicke T_w''' des Verbindungsabschnittes 22''' deutlich größer ist als eine axiale Dicke 32 des Abdeckabschnittes 26. Eine Durchgangs-Schweißnaht 48''' ist dabei im Bereich eines Außenumfanges des Abdeckabschnittes 26 angeordnet. Der Abdeckabschnitt 26 ist mit seinem Außenumfang gegenüber einem Außenumfang des Topfabschnittes 12 radial zurückversetzt.
In den 5 und 6 sind weitere Ausführungsformen von Vakuumpumpengehäuseanordnungen gezeigt, bei denen eine Verbindungsebene 30 im Bereich einer Innenseite des Verbindungsabschnittes des Topfabschnittes 12 ausgebildet ist, so dass die Verbindungsebene 30 als gebogene, insbesondere zylindrische Verbindungskontur ausgestaltet ist. Der Abdeckabschnitt 26 ^iv liegt dabei mit einer Außenumfangsfläche an der Innenseite des Verbindungsabschnittes 22 ^iv an.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^iv der 5 sind der Abdeckabschnitt 26 ^iv und der Topfabschnitt 12 ^iv dabei über eine axial ausgerichtete Stoß-Schweißnaht 34 ^iv miteinander verbunden, die in ähnlicher Weise ausgestaltet sein kann wie die radiale Stoß-Schweißnaht 34 der 1.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^v der 6 sind ein derartiger Abdeckabschnitt 26 ^v und ein Verbindungsabschnitt 22 ^v des Topfabschnittes 12 über eine quer zu der Verbindungsebene 30 ^v ausgerichtete Schweißnaht miteinander verbunden, die den Verbindungsabschnitt 22 ^v radial durchsetzt. Hinsichtlich der Abmessungen kann die Durchgangs-Schweißnaht 48 ^v der 6 ähnlich ausgebildet sein wie die Durchgangs-Schweißnaht 48 der 2.
7 zeigt eine weitere Variante einer Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^vi, bei der ein Abdeckabschnitt 26 ^vi und ein Verbindungsabschnitt 22 ^vi des Topfabschnittes 12 ^vi über einen Bördelvorgang miteinander verbunden sind. Die Verbindungsebene 30 ^vi kann dabei radial ausgerichtet sein wie bei den Ausführungsformen der 1 bis 4. Der Anlageabschnitt 28 ^vi des Abdeckabschnittes 26 ^vi ist dabei um einen radialen Vorsprung des Verbindungsabschnittes 22 ^vi herum gebördelt, wie es bei 52 gezeigt ist. Ferner kann im Bereich der Verbindungsebene 30 ^vi ein Dichtring 54 vorgesehen sein, der den Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^vi abdichtet.
In den 8 bis 12 sind weitere Ausführungsformen von Vakuumpumpengehäuseanordnungen 10 dargestellt, die generell hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^vii der 8 weist der Topfabschnitt 12 ^vii einen sich radial nach unten erstreckenden Wandabschnitt 18 ^vii auf, der mit einem bodenseitigen Abdeckabschnitt 26 ^vii verbunden ist, und zwar über eine Stoß-Schweißnaht 34 ^vii, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Stoß-Schweißnaht 34 der 1 entspricht.
In den 9 und 10 ist eine Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^viii gezeigt, bei der der Topfabschnitt 12 ^viii einen ringförmigen Wandabschnitt 18a ^viii aufweist. Ferner weist der Abdeckabschnitt 26 ^viii ebenfalls einen ringförmigen Wandabschnitt 18b ^viii auf. Die Wandabschnitte 18a ^viii, 18b ^viii weisen jeweils Zentrierausnehmungen auf, so dass die Wandabschnitte axial ineinander geschoben werden können und hierbei gleich zentriert werden. Der Verbindungsabschnitt 22 ^viii und der Anlageabschnitt 28 ^viii erstrecken sich dabei etwa über die Hälfte der radialen Dicke T_w. In entsprechender Weise erstreckt sich die Stoß-Schweißnaht 34 ^viii etwa über die Hälfte der radialen Dicke T_w, bis hin zu einer axial ausgerichteten Ringfläche, die der Zentrierung dient.
In den 11 und 12 sind weitere Varianten von Vakuumpumpengehäuseanordnungen gezeigt, bei denen die Verbindungsebene 30 jeweils radial ausgerichtet ist, wie bei der 1.
Bei der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^ix der 11 ist die Stoß-Schweißnaht 34 ^ix dabei winklig in Bezug auf die Verbindungsebene 30 ^ix ausgerichtet, und zwar unter einem Winkel α im Bereich von 2° bis 15°, insbesondere im Bereich von 5° bis 10°.
Bei dieser Variante können insbesondere Toleranzen des Abdeckabschnittes 26 ^ix in radialer Richtung kompensiert werden. 11 zeigt dabei, dass der Abdeckabschnitt 26 ^ix in radialer Richtung gegenüber dem Topfabschnitt 12 ^ix vorsteht. Durch die winklige Ausrichtung der Stoß-Schweißnaht 34 ^ix kann dabei ein Großteil der Schweißenergie zur Bildung der Schweißnaht verwendet werden. Ferner kann ein Durchschweißen in den Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung 10 ^ix vermieden werden, so dass die darin aufgenommenen Komponenten nicht versehentlich beschädigt werden können.
12 zeigt eine der 11 entsprechende Ansicht, bei der ebenfalls eine Stoß-Schweißnaht 34 ^x winklig ausgerichtet ist. Hierbei ist der Abdeckabschnitt 26 ^x in radialer Richtung gegenüber einer radialen Außenseite des Topfabschnittes 12 ^x zurück-versetzt. Auch in diesem Fall kann eine sichere Schweißverbindung mittels einer Stoß-Schweißnaht 34 ^x erzielt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/085935 A2 [0003]
WO 2009/109282 A1 [0004]

Claims

Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) mit – einem Topfabschnitt (12), der dazu ausgebildet ist, Vakuumpumpenkomponenten (40) aufzunehmen, und der im Bereich eines axialen Endes einen Verbindungsabschnitt (22) aufweist, und – einem Abdeckabschnitt (26), der mit dem Topfabschnitt (12) verbunden ist und einen Anlageabschnitt (28) aufweist, der unter Bildung einer Verbindungsebene (30) mit dem Verbindungsabschnitt (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsebene (30) im Bereich einer Stirnseite (20) des Topfabschnittes (12) ausgebildet ist, so dass die Verbindungsebene (30) im Wesentlichen radial ausgerichtet ist, wobei der Topfabschnitt (12) und der Abdeckabschnitt (26) über eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) abdichtende Schweißverbindung (34) miteinander verbunden sind.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung als radial oder winklig ausgerichtete Stoß-Schweißnaht (34) ausgebildet ist.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoß-Schweißnaht (34) unter einem Winkel (α) von 2° bis 15° zur Verbindungsebene (30) ausgerichtet ist.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Länge (36) und/oder eine axiale Breite (38) der Stoß-Schweißnaht (34) über den Umfang der Stoß-Schweißnaht unterschiedlich ist, und zwar als Funktion der axialen Belastbarkeit.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Länge (36) der Stoß-Schweißnaht (34) größer ist als die Hälfte der radialen Dicke (T_w) eines den Verbindungsabschnitt bildenden Wandabschnittes (18) des Topfabschnittes (12) und/oder kleiner ist als die radiale Dicke (T_w) des Wandabschnittes (18).
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung als quer zur Verbindungsebene ausgerichtete Schweißnaht (48) ausgebildet ist, die den Abdeckabschnitt (26) oder den Topfabschnitt (12) durchsetzt.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Dicke (T_w'') eines den Verbindungsabschnitt (22) bildenden Wandabschnittes (18) des Topfabschnittes kleiner gleich einer axialen Dicke (32) des Anlageabschnittes (28) des Abdeckabschnittes (26) ist.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsebene (30 ^iv) im Bereich einer Innenseite des Verbindungsabschnittes des Topfabschnittes (12) ausgebildet ist, so dass die Verbindungsebene (30 ^iv) im Wesentlichen axial ausgerichtet ist, wobei der Topfabschnitt (12) und der Abdeckabschnitt (26) über eine umlaufende und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) abdichtende Schweißverbindung miteinander verbunden sind.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung als axial oder winklig ausgerichtete Stoß-Schweißnaht (34 ^IV) oder als quer zur Verbindungsebene ausgerichtete Schweißnaht (34 ^v) ausgebildet ist, die den Verbindungsabschnitt (22 ^v) radial durchsetzt.
Vakuumpumpengehäuseanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (28 ^vi) und der Verbindungsabschnitt (22 ^vi) mittels einer Bördelung (52) miteinander verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpengehäuseanordnung (10), insbesondere einer Vakuumpumpengehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Topfabschnittes (12), der im Bereich eines axialen Endes einen Verbindungsabschnitt (22) aufweist, – Bereitstellen eines Abdeckabschnittes (26), der einen Anlageabschnitt (28) zur Anlage an dem Verbindungsabschnitt (22) aufweist, – Zusammenführen des Anlageabschnittes (28) und des Verbindungsabschnittes (22), und – Bilden einer umlaufenden und/oder einen Innenraum der Vakuumpumpengehäuseanordnung (10) abdichtenden Schweißverbindung (34; 48).