WO2010122004A2 - Vakuumpumpengehäuse - Google Patents

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WO2010122004A2
WO2010122004A2 PCT/EP2010/055162 EP2010055162W WO2010122004A2 WO 2010122004 A2 WO2010122004 A2 WO 2010122004A2 EP 2010055162 W EP2010055162 W EP 2010055162W WO 2010122004 A2 WO2010122004 A2 WO 2010122004A2
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pump housing
cooling
housing according
cooling tube
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Wolfgang Giebmanns
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Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump housing made of gray or nodular cast iron.
  • Vacuum pumps have pumping elements in a pump chamber formed by a housing.
  • Vacuum pumps are, in particular, screw pumps, roots pumps, rotary vane pumps and claw pumps.
  • To generate a vacuum it is necessary for a narrow gap to be realized between the pumping elements and the inner wall of the pumping chamber. In this respect, it is necessary that vacuum pumps are operated at a steady operating temperature as possible in order to avoid changes in the gap due to different temperature expansions of the housing and the pumping elements.
  • cooling fluids can also be used. However, this is only possible if it is closed and therefore expensive cooling circuits. In particular, it is necessary to cool the coolant by additionally provided heat exchanger.
  • the provision of cooling channels in vacuum pump housings made of cast iron is also possible by the subsequent introduction of the channels by machining, in particular milling and drilling. This is extremely time-consuming, as time-consuming additional processing steps are required.
  • vacuum pump housings made of cast aluminum it is possible for vacuum pump housings made of cast aluminum to pour stainless steel cooling pipes.
  • the pouring of stainless steel tubes in aluminum is possible because the casting temperatures are much lower during casting on the one hand and the aluminum shrinks strongly at the end of the cooling phase and thus a quite acceptable contact surface between the stainless steel cooling tube and the aluminum housing can be achieved.
  • aluminum has a good temperature conductivity, so that even if the system is not completely located between the outside of the cooling tube of stainless steel and the aluminum housing, sufficient heat transfer to the cooling medium arranged in the cooling tube takes place.
  • the pouring of Kuhlrohre ⁇ in housing elements of a vacuum pump housing of gray or ductile iron is not so easy, since after cooling of the gray or nodular cast iron, a gap between the cooling tube and the housing element occurs. This air gap acts as insulation, so that a poorer heat transfer from the housing element of gray or ductile iron on - A -
  • the object of the invention is to provide a vacuum pump housing made of gray or nodular cast iron, in which reliable cooling is possible with the aid of cast-in cooling pipes.
  • At least one retaining element is provided on an outer side of the cooling tube cast into the gray or nodular cast iron housing element.
  • the holding element serves to fix the position of the cooling tube in the housing element.
  • the Halteeiement thus forms on the outside of a lug or projection or also Eindeüung or flattening, so that even after the cooling of the casting material form gleichige connection between the cow tube and the housing element is created.
  • the holding element extends at least partially in the radial direction. As a result, a displacement of the Kuhlrohrs in the axial direction is avoided.
  • the at least one retaining element or one of a plurality of retaining elements is designed such that a twisting of the cooling tube is avoided.
  • the holding element has a in a wink! 0 ° to the circumferential direction aligned surface.
  • the at least one retaining element not only has the function according to the invention that moving the Kuhlrohrs in the housing element is avoided, but also serves to improve the heat transfer between the housing member and the present in the cooling tube cooling medium, which is usually water.
  • the holding element By the holding element a particular flat contact with the Genzouseiement is realized. Even if at least partially an air gap is formed between the cooling tube and the housing element, a heat transfer from the housing element to the medium present in the cooling tube can take place via the at least one retaining element. In this respect, it is particularly preferred to provide a plurality of holding elements.
  • ribs are arranged on the outside of the cooling tube as holding elements.
  • the ribs may be individual, possibly also pin-like or planar webs.
  • the ribs are annular and surround the cooling tube, so that it is in particular radially configured annular ribs.
  • the ribs, in particular also the annularly configured ribs can be inclined to the outside of the cooling tube, ie have an angle of ⁇ 90 °. In particular, by inclined ribs is realized a positive connection with the molded housing element in both the radial and in the axial direction.
  • pipe sections are connected to the outside of the cooling tube as holding elements.
  • the pipe sections are slotted Likewise, it may be pipe sections that form only a part of a pipe in the longitudinal direction. These are, for example, in the cross section of quarter or semicircular pipe sections. Such a slitting of the pipe sections ensures that the casting material completely penetrates into the pipe section. As a result, the avoidance of cavities, which would affect the heat transfer avoided.
  • the holding element may have a connecting element, by which two or more cooling tubes are connected to one another. This may be two different cooling pipes of different cooling circuits or even pipe sections of the same cooling circuit.
  • the connecting element is, for example, a sheet metal part.
  • the cooling tube and / or the at least one Haiteefement and / or the at least one connecting element are preferably made of steel, in particular made of stainless steel.
  • the Kuhlrohr preferably has a wall thickness of 2 to 5 mm. Possibly. Thinner wall thicknesses can also be realized if the cooling tube is cooled during the casting process from the inside, for example by blowing cold, warm or hot air, so that the heating of the tube is limited.
  • the retaining elements and / or connecting elements may possibly have lower wall thicknesses, since it is not critical here, if a part of these elements melts.
  • the heat transfer surface of the cooling pipes is increased by the Haiteiata and / or the connecting elements.
  • the holding elements and / or connecting elements over a large area, in particular as ribs, are formed.
  • the holding elements and / or the Verbändungsetti are thermally conductive, in particular by welding to the Kuhlrohr connected.
  • the at least one cooling tube is arranged helically and / or spirally. This ensures that even without the provision of Haitemaschinen a relatively large contact surface between the outside of the Kuhlrohrs and the housing element. Also a displacement or rotation of such trained cooling pipes is not possible.
  • Such a design of the cooling tubes is an independent invention, which is independent of the provision of holding and / or connecting elements, wherein an additional combination with the holding or connecting elements described above is preferred in order to further increase the heat transfer surface.
  • the cooling tube is deflected or curved with respect to its longitudinal direction.
  • the Kuhlrohr is in this case preferably repeatedly curved and thus formed in the longitudinal direction serpentine or wavy.
  • Such configured cooling tubes can not be moved or rotated in spite of the different Abkuhl s of gray or nodular cast iron compared with stainless steel. Due to the curvatures relatively large contact surfaces between the housing element and the cooling tube are also realized.
  • an independent invention which is independent of the provision of holding and / or connecting elements is. It is again preferable to provide additional holding and / or connecting elements in order to increase the heat transfer area.
  • 1 to 7 are sectional views of different embodiments of cooling tubes with different holding elements
  • Fig. 8 is a schematic sectional view of a
  • Fig. 10 is a schematic sectional view of a multi-curved
  • a plurality of welding points 16, which are arranged irregularly on the circumference, are provided as holding elements on an outer side 14 of the cooling tube 12.
  • a plurality of indentations 17 are provided on the outside 14 of the cooling tube 12.
  • displacement or rotation of the cooling tube 12 is also avoided by the provision of indentations 17.
  • the indentations 17 are so slight that the cross-sectional area of the cooling tube does not change or at least only slightly.
  • annular cooling fins 18 are provided on the outer side 14 of the Kuhlrohrs, which are connected by welding to the outer side 14 of the cooling tube 12.
  • the annular cow ribs 18 extend radially.
  • annular ribs 20 are arranged. However, these run inclined to the outer surface 14 of the cooling tube 12, In the illustratedariessbeisp ⁇ ei the Kuhlrippen 20 are also slightly arcuate or curved.
  • a plurality of thin, in particular also annularly formed Kuhlrippen 22 with the outside 14 of the cooling tube 12 are also connected by welding.
  • the Kuhlrohr 12 is connected to two serving as holding elements pipe sections 24 also by welding.
  • the pipe sections 24 in this case, for example, have a round cross-section. Due to the relatively short length of the tubing 24, it is ensured that the casting material through the side openings in the Tubing 24 penetrates. For longer pipe sections, it is advantageous to provide a longitudinal slot 26 (FIG. 6). Of course, shorter pipe sections (FIG. 5) can also have a longitudinal slot in order to ensure the casting material penetrates as quickly as possible.
  • two Kuhlrohre 12 may be connected to each other by a particular flat trained connecting element 30.
  • the cooling tube 12 is arranged in the housing 10 in a curved shape.
  • the cooling tube 12 is arranged in the housing 10 as a multiply curved tube or tube.
  • FIGS. 9 and 10 represent independent inventions, which in a preferred embodiment, however, in addition to holding elements, as shown for example in Figs. 1 - 8, are connected. As a result, the heat transfer area can be increased.

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Abstract

Ein Vakuumpumpengehäuse aus Grau- oder Sphäroguss weist ein Gehäuseelement (10) auf, in dem mindestens ein Kühlrohr (12) zur Durchleitung eines Kühlmediums eingegossen ist. Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Gehäuseelement (10) und dem in dem Kühlrohr vorhandenen Kühlmedium zu gewährleisten, ist an einer Außenseite (14) des Kühlrohrs (12) mindestens ein Halteelement (18) zur Lagefixierung des Kühlrohrs (12) in dem Gehäuseelement (10) vorgesehen.

Description

Vakuumpumpenqehäuse
Die Erfindung betrifft ein Vakuumpumpengehäuse aus Grau- oder Sphäroguss.
Vakuumpumpen weisen in einem durch ein Gehäuse gebildeten Schöpfraum Pumpelemente auf. Bei Vakuumpumpen handelt es sich insbesondere um Schraubenpumpen, Rootspumpen, Drehschieberpumpen und Klauenpumpen. Zur Erzeugung von Vakuum ist es erforderlich, dass zwischen den Pumpelementen und der Innenwand des Schöpfraums ein möglichst schmaler Spalt realisiert ist. Insofern ist es erforderlich, dass Vakuumpumpen bei einer möglichst gleichbleibenden Betriebstemperatur betrieben werden, um Veränderungen des Spalts aufgrund von unterschiedlichen Temperaturausdehnungen des Gehäuses und der Pumpelemente zu vermeiden.
Es ist bekannt, Vakuumpumpengehäuse mit Kühlrippen zu versehen und die Pumpengehäuse durch einen Luftstrom zu kühlen. Ein gleichmäßiges und gezieltes Kühlen der Gehäuse ist hierbei jedoch im Allgemeinen nur durch besondere Maßnahmen, z.B. Verkleidung mit gezielter Luftführung und externem Lüftersystem (angetrieben durch eine der Pumpenwellen oder mit separatem Antrieb) möglich. Zusätzliche Nachteile der Luftkühlung ergeben sich durch die geringe Kühlintensität und durch die Empfindlichkeit gegenüber äußere Einflüsse oder Störungen, wie bereichsweise Zugiuft oder Abdeckung. Ferner ist es bekannt, Vakuumpumpengehäuse durch Wasser bzw. Kühlfiussigkeit zu kühlen. Um eine Wasserkühlung durchführen zu können, sind spezielle konstruktive Maßnahmen erforderlich. Einerseits muss das Wasser, um eine große Kühlwirkung erzielen zu können, möglichst nahe an die zu kühlenden Bereiche herangeführt werden. Andererseits kann Wasser aufgrund seiner korrosiven Wirkung bei den meisten Werkstoffen nicht ohne besondere Schutzmaßnahmen verwendet werden. Um eine Korrosion zu vermeiden, ist es beispielsweise möglich, korrosionsfreie Werkstoffe wie Edelstahl oder bestimmte Aluminiumlegierungen zu verwenden, Derartige Werkstoffe sind jedoch teuer und genügen anderen bei Vakuumpumpengehäusen auftretenden Bedingungen wie beispielsweise der Standfestigkeit gegenüber hohen Temperaturen von insbesondere mehr als 2500C nicht. Ferner ist es möglich, die mit dem Wasser in Kontakt kommenden Oberflächen zu lackieren. Die zuverlässige Lackierung von entsprechenden innerhalb des Gehäuses angeordneten Kanälen ist jedoch äußerst aufwändig. Es muss eine Lackierung durch Tauchbäder oder durch Dreh- bzw» Taumelbeweguπgeπ zum Verteilen des flüssigen Lacks erfolgen. Ferner sind galvanische Oberflächenbehandiungsverfahren wie Verzinken oder Vernickeln bei Stahl- und Grauguss oder Hartanodisieren von Aluminium bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch ebenfalls um sehr aufwändige Verfahren. Des Weiteren ist das Verwenden von Verzehranoden bekannt, wobei auch dieses Verfahren aufwändig ist und insbesondere bei innenliegenden Kühlkanälen beim Auftreten von Korrosion nicht zuverlässig vermieden werden kann.
Anstelle der Verwendung von Wasser als Kühlmittel können auch besondere Kühlfiüssigkeiten verwendet werden. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn es sich um geschlossene und somit aufwendige Kühlkreisläufe handelt. Insbesondere ist es erforderlich, das Kühlmittel durch zusätzlich vorzusehende Wärmetauscher zu kühlen. Das Vorsehen von Kühlkanälen in Vakuumpumpengehäusen aus Guss ist auch durch das nachträgliche Einbringen der Kanäle durch spanende Bearbeitung, insbesondere Fräsen und Bohren möglich. Dies ist äußerst aufwändig, da zeitϊntensive zusätzliche Bearbeitungsschritte erforderlich sind. Auch ist es möglich, Kühikanäle bereits beim Gießen vorzusehen. Hierzu werden Sandkerne vorgesehen. Auch hierbei handelt es sich um ein aufwändiges Verfahren und zudem kann das Kühlwasser für lange Zeit durch Sandreste verunreinigt werden. Ferner ist das Vorsehen von eingegossenen sandgeformten Kanälen nur unter starken Einschränkungen hinsichtlich der Formgebung, des Querschnitts und des Verlaufs möglich, da die Ausformung mittels Sandkernen erfolgt, die für den Gießprozess eine entsprechende Stabilität aufweisen müssen. Das Vorsehen derartiger Kuhlkanäle führt somit zur starken Einschränkung in der Formgebung und den Betriebsbedingungen wie der Festigkeit, den zulässigen Betriebstemperaturen und der Medienverträglichkeit.
Ferner ist es bei Vakuumpumpengehäusen aus Aluminiumguss möglich, Kuhlrohre aus Edelstahl einzugießen. Das Eingießen von Edelstahirohren in Aluminium ist möglich, da beim Aluminiumguss einerseits die Gießtemperaturen viel geringer sind und andererseits das Aluminium am Ende der Auskühlphase stark schrumpft und somit eine durchaus akzeptable Anlagefläche zwischen dem Kuhlrohr aus Edelstahl und dem Aluminiumgehäuse erzielt werden kann. Ferner weist Aluminium eine gute Temperaturieitfähigkeit auf, so dass auch bei nicht vollständiger Anlage zwischen der Außenseite des Kühlrohrs aus Edelstahl und dem Aluminiumgehäuse eine ausreichende Wärmeübertragung auf das in dem Kuhlrohr angeordnete Kühlmedium erfolgt. Das Eingießen von Kuhlrohreπ in Gehäuseelemente eines Vakuumpumpengehäuses aus Grau- oder Sphäroguss ist jedoch nicht so einfach möglich, da nach dem Auskühlen des Grau- oder Sphärogusses ein Spalt zwischen dem Kühlrohr und dem Gehäuseelement auftritt. Dieser Luftspalt wirkt als Isolierung, so dass eine schiechtere Wärmeübertragung von dem Gehäuseelement aus Grau- oder Sphäroguss auf - A -
das Kuhirohr und somit auf das Kuhlrnediurn erfolgt. Ferner besteht die Gefahr, dass das Kuhlrohr in dem Gusselement verschoben oder verdreht werden kann. Dies kann insbesondere an den Verbindungse!ernenten zwischen den Kuhirohren und Kuhlieituπgen zu Einschränkungen für den Kuhistrom oder auch zu Beschädigungen fuhren. Andererseits ist das Herstellen von Vakuumpumpengehäusen aus Grau- oder Sphäroguss bei Vakuumpumpen sehr vorteilhaft, da Grau- und Sphäroguss Gussverfahren sind, die eine sehr gute Formgebungsmöglichkeit aufweisen,
Aufgabe der Erfindung ist es, aus Grau- oder Sphäroguss hergestellte Vakuumpumpengehäuse zu schaffen, bei denen mit Hilfe von eingegossenen Kuhlrohren eine zuverlässige Kühlung möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfiπdungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1,
Erfindungsgemäß ist an einer Außenseite des in das Gehäuseelement aus Grau- oder Sphäroguss eingegossene Kuhlrohrs mindestens ein Halteelement vorgesehen. Das Halteelement dient zur Lagefixierung des Kuhlrohrs in dem Gehäuseelement. Das Halteeiement bildet somit an der Außenseite einen Ansatz oder Vorsprung oder auch Eindeüung bzw. Abflachung, so dass auch nach dem Auskuhlen des Gussmaterials eine formschlussige Verbindung zwischen dem Kuhirohr und dem Gehäuseelement geschaffen ist. Vorzugsweise erstreckt sich das Halteeiement zumindest teilweise in radialer Richtung. Hierdurch ist ein Verschieben des Kuhlrohrs in axiale Richtung vermieden. Des Weiteren ist das mindestens eine Halteelement oder eines von mehreren Halteelementen derart ausgebildet, dass ein Verdrehen des Kuhlrohrs vermieden ist. Hierzu weist das Halteelement eine in einem Winke! von 0° zur Umfangsrichtung ausgerichtete Fläche auf.
Das mindestens eine Halteelement weist nicht nur die erfindungsgemäße Funktion auf, dass ein Bewegen des Kuhlrohrs in dem Gehäuseelement vermieden ist, sondern dient zusätzlich auch zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Gehäuseelement und dem in dem Kühlrohr vorhandenen Kühimediums, bei dem es sich üblicherweise um Wasser handelt. Durch das Halteelement ist ein insbesondere flächiger Kontakt mit dem Gehäuseeiement realisiert. Selbst wenn sich zwischen dem Kühlrohr und dem Gehäuseelement zumindest teilweise ein Luftspalt ausbildet, kann eine Wärmeübertragung von dem Gehäuseelement auf das in dem Kühlrohr vorhandene Medium über das mindestens eine Halteelement erfolgen. Insofern ist es besonders bevorzugt, eine Vielzahl von Halteelementen vorzusehen.
In einer einfachen Ausführungsform ist es möglich, als Halteelemente an der Außenseite des Kühirohrs Schweißpunkte oder Etndellungen bzw. Abflachungen vorzusehen, wobei diese Art der Halteelemente selbstverständlich auch mit anderen Halteelementen kombinierbar ist. Insbesondere ist eine große Anzahl an Schweißpunkten oder Eindeilungen unregelmäßig am gesamten Umfang und über die gesamte Länge des Kühlrohrs verteilt angeordnet. Bereits durch das Vorsehen von insbesondere einer Vielzahl von Schweißpunkten oder Eindeilungen kann eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kühlrohr und dem im Grau- oder Sphäroguss hergestellten Gehäuseelement erzielt werden. Ferner kann hierdurch bereits der Wärmeübergang zwischen dem Gehäuseelement und dem Kühlrohr und somit dem innerhalb des Kühlrohrs strömenden Kühlmedium verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind als Halteelemente Rippen an der Außenseite des Kühlrohrs angeordnet. Bei den Rippen kann es sich um einzelne, ggf. auch stiftartige oder flächenartige Stege handeln. Vorzugsweise sind die Rippen ringförmig ausgebildet und umgeben das Kühlrohr, so dass es sich insbesondere um radial ausgestaltete, ringförmige Rippen handelt. Ebenso können die Rippen, insbesondere auch die ringförmig ausgestalteten Rippen, zur Außenseite des Kühlrohrs geneigt sein, d.h. einen Winkel von ≠ 90° aufweisen. Insbesondere durch geneigt angeordnete Rippen ist ein Formschluss mit dem gegossenen Gehäuseelement sowohl in radiale als auch in axiale Richtung realisiert.
Bei einer weiteren Ausführungsforrn sind als Halteelemente Rohrstücke mit der Außenseite des Kühlrohrs verbunden. Die Rohrstücke sind geschlitzt Ebenso kann es sich um Rohrstücke handeln, die in Längsrichtung nur einen Teil eines Rohrs ausbilden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um im Querschnitt viertel- oder halbkreisförmige Rohrstucke. Durch ein derartiges Schlitzen der Rohrstücke ist sichergestellt, dass das Gussmaterial vollständig in das Rohrstück eindringt. Hierdurch ist das Vermeiden von Hohlräumen, die den Wärmeübergang beeinträchtigen würden, vermieden.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Halteelement ein Verbindungselement aufweisen, durch das zwei oder mehrere Kuhlrohre miteinander verbunden sind. Hierbei kann es sich um zwei unterschiedliche Kühlrohre verschiedener Kühlkreisläufe oder auch um Rohrabschnitte desselben Kühlkreislaufes handeln. Bei dem Verbindungselement handelt es sich beispielsweise um ein Blechteil.
Das Kühlrohr und/ oder das mindestens eine Haiteefement und/ oder das mindestens eine Verbindungselement sind vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl hergestellt. Durch Wahl einer ausreichend dicken Wandstärke des Kuhlrohres kann beim Gießen ein Aufschmelzen des Kühlrohres verhindert werden. Bei üblichen, durch Grau- oder Sphäroguss hergestellten Gehäuseteilen weist das Kuhlrohr vorzugsweise eine Wandstärke von 2 bis 5 mm auf. Ggf. können auch dünnere Wandstärken realisiert werden, wenn das Kühlrohr während des Gießprozesses von innen, beispielsweise durch Durchblasen von Kalt-, Warm- oder Heißluft gekühlt wird, so dass die Aufheizung des Rohres begrenzt wird. Die Halteelemente und/ oder Verbindungselemente können ggf. geringere Wandstärken aufweisen, da es hierbei unkritisch ist, wenn ein Teil dieser Elemente aufschmilzt. „ i „
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass durch die Haiteelemente und/ oder die Verbindungselemente ein Vergrößern der Wärmeübertragungsfläche der Kuhlrohre erfolgt. Insofern ist es bevorzugt, dass die Halteelemente und/ oder Verbindungselemente großflächig, insbesondere als Rippen, ausgebildet sind. Hierdurch kann eine Vergrößerung, beispielsweise sogar eine Verdoppelung der Wärmeubertragungsfläche erfolgen,
Die Halteelemente und/ oder die Verbändungselemente sind thermisch leitend, insbesondere durch Verschweißen mit dem Kuhlrohr, verbunden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Kühlrohr schraubenlinienförmig und/ oder spiralförmig angeordnet. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch ohne das Vorsehen von Haiteelementen eine relativ große Berührungsfläche zwischen der Außenseite des Kuhlrohrs und dem Gehäuseelement besteht. Auch ein Verschieben oder Verdrehen derartig ausgebildeter Kuhlrohre ist nicht möglich. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Kühlrohre handelt es sich um eine selbständige Erfindung, die unabhängig von dem Vorsehen von Halte- und/ oder Verbindungselementen ist, wobei eine zusätzliche Kombination mit den vorstehend beschriebenen Halte- oder Verbindungselementen bevorzugt ist, um die Wärmeübertragungsfläche weiter zu vergrößern.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Kuhlrohr gegenüber seiner Längsrichtung ausgelenkt bzw. gekrümmt. Das Kuhlrohr ist hierbei vorzugsweise mehrfach gekrümmt und somit in Längsrichtung schlangenlinienförmig oder wellig ausgebildet. Derartig ausgestaltete Kühlrohre können trotz des unterschiedlichen Abkuhlverhaltens des Grau- oder Sphärogusses im Vergleich mit Edelstahl nicht verschoben oder verdreht werden. Aufgrund der Krümmungen sind ferner relativ große Anlageflächen zwischen dem Gehäuseelement und dem Kühlrohr realisiert. Auch bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine selbständige Erfindung, die unabhängig von dem Vorsehen von Halte- und/ oder Verbindungselementen ist. Es ist wiederum bevorzugt, zusätzlich Halte- und/ oder Verbindungselemente vorzusehen um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern.
Nachfolgend werden die Erfindungen anhand bevorzugter Ausführungsforrnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 - 7 Schnittansichten unterschiedlicher Ausführungsformen von Kühlrohren mit unterschiedlichen Halteelementen,
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht von mit einem
Verbiπdungselement verbundenen Kühlrohren,
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines gekrümmten Kühlrohrs, und
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines mehrfach gekrümmten
Kühlrohres,
SämtÜche in den Fig. dargestellte Kühirohre sind Ausschnitte eines Vakuumpumpengehäuses, wobei ähnliche Bauteile stets mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. In sämtlichen Ausführungsformen ist jeweils in einem schematisch dargestellten Pumpengehäuse 10 eines oder mehrere Kühlrohre 12 angeordnet.
In einer ersten Ausführungsform (Fig. Ia) sind an einer Außenseite 14 des Kühirohres 12 mehrere am Umfang unregelmäßig angeordnete Schweißpunkte 16 als Halteelemente vorgesehen. _ Q _
In einer weiteren Ausführungsform (Fig. Ib) sind an der Außenseite 14 des Kuhlrohrs 12 mehrere Eindellungen 17 vorgesehen. Entsprechend dem Vorsehen von Schweißpunkten 16 (Fig. Ia) ist auch durch das Vorsehen von Eindellungen 17 ein Verschieben oder Verdrehen des Kühlrohrs 12 vermieden. Bevorzugt ist es hierbei, dass die Eindellungen 17 so geringfügig sind, dass sich die Querschnittsf lache des Kuhlrohrs nicht oder zumindest nur geringfügig ändert. Entsprechend dem Vorsehen von Eindellungen ist es auch möglich, die Außenform des Kühlrohrs 12 stellenweise zu verändern. Beispielsweise könnte das Kuhlrohr 12 stellenweise oval ausgebildet bzw. zu einem ovalen Rohr verformt werden.
In Fig. 2 sind an der Außenseite 14 des Kuhlrohrs 12 kreisringförmige Kühlrippen 18 vorgesehen, die durch Verschweißen mit der Außenseite 14 des Kühlrohrs 12 verbunden sind. Die kreisringförmigen Kuhirippen 18 verlaufen radial.
In Fig. 3 sind ebenfalls kreisringförmige Rippen 20 angeordnet. Diese veriaufen jedoch geneigt zur Außenfläche 14 des Kühlrohrs 12, Im dargestellten Ausführungsbeispϊei sind die Kuhlrippen 20 zusätzlich leicht bogenförmig bzw, gekrümmt ausgebildet.
In Fig, 4 sind eine Vielzahl von dünnen, insbesondere ebenfalls kreisringförmig ausgebildete Kuhlrippen 22 mit der Außenseite 14 des Kühlrohrs 12 ebenfalls durch Schweißen verbunden. Bei Vorsehen derartig dünner Kühlrippen wird ein Teil der Kühlrippen während des Gießverfahrens höchstwahrscheinlich aufschmelzen.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist das Kuhlrohr 12 mit zwei als Halteelemente dienenden Rohrstucken 24 ebenfalls durch Verschweißen verbunden. Die Rohrstücke 24 weisen hierbei beispielsweise einen runden Querschnitt auf. Aufgrund der relativ geringen Länge der Rohrstucke 24 ist es gewährleistet, dass das Gussmaterial durch die seitlichen Öffnungen in die Rohrstucke 24 eindringt. Bei längeren Rohrstucken ist es vorteilhaft, einen Längsschlitz 26 (Fig. 6) vorzusehen, Selbstverständlich können auch kürzere Rohrstucke (Fig. 5) einen Längsschlitz aufweisen, um ein möglichst schnelles Eindringen des Gussmaterials zu gewährleisten.
Ferner ist es möglich, als Rippen ein im Querschnitt V-förmiges Blechteil oder Waizprofil 28 (Fig. 7) durch Schweißen mit dem Kuhlrohr 12 zu verbinden.
Ebenso können zwei Kuhlrohre 12 durch ein insbesondere flächig ausgebildetes Verbindungselement 30 miteinander verbunden sein.
Selbstverständlich können beispielsweise in Abhängigkeit des Raums innerhalb des gegossenen Gehäuseelements unterschiedliche Arten der vorstehend dargestellten Halte- und Verbindungselemente miteinander kombiniert werden.
Bei einer weiteren, eine unabhängige Erfindung darstellenden Ausfuhrungsform (Fig. 9) ist das Kuhlrohr 12 in dem Gehäuse 10 in gebogener Form angeordnet.
Bei einer weiteren, ebenfalls unabhängigen Erfindung (Fig. 10) ist das Kühlrohr 12 in dem Gehäuse 10 als mehrfach gekrümmtes Rohr bzw. weilenförmig ausgebildetes Rohr angeordnet.
Die in den Fig. 9 und 10 dargestellten Erfindungen stellen selbständige Erfindungen dar, die in bevorzugter Ausführungsform jedoch zusätzlich mit Halteelementen, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 - 8 dargestellt sind, verbunden sind. Hierdurch kann die Wärmeubertragungsfläche vergrößert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumpumpengehäuse aus Grau- oder Sphäroguss, mit
einem Gehäuseelement (10), in das Kühlrohre (12) zur Durchieitung eines Kühimediums eingegossen sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
an einer Außenseite (14) des Kühlrohrs (12) mindestens ein HalteeSement (16, 17, 18, 20, 22, 24, 28) zur Lagefixierung des Kühlrohrs (12) in dem Gehäuseelement (10) vorgesehen ist.
2. Vakuumpumpengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Halteelement (16, 17, 18, 20, 22, 24, 28) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kühlrohr (12) und dem Gehäuseeiement (10) nach dem Auskühlen des Gussmaterials geschaffen ist.
3. Vakuumpumpengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Halteeiement (16, 17, 18, 20, 22, 24, 28) zumindest teilweise in radiale Richtung, bezogen auf die Außenseite (14) des Kühlrohrs (12) erstreckt.
4. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente insbesondere mehrere Schweißpunkte (16) oder Eindellungen (17) aufweisen.
5. Vakuurnpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hatteelemente Rippen (18, 20, 22, 28) aufweisen, die das Kuhirohr (12) vorzugsweise ringförmig umgeben und vorzugsweise durch Verschweißen mit dem Kuhlrohr (12) verbunden sind.
6. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente ein geschlitztes oder segmentiertes Kühlrohr (24) aufweisen, das vorzugsweise durch Verschweißen mit dem Kuhlrohr verbunden ist.
7. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 6, gekennzeichnet durch ein Verbindungselement (30), durch das vorzugsweise zwei Kühlrohre (12) bzw. zwei Kuhlrohrabschnitte miteinander verbunden sind.
8. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuhirohr (12) und/ oder das Halteelement (16, 17, 18, 20, 22, 24, 28) und/ oder das Verbindungsefemeπt (30) aus Stahl, insbesondere Edelstahl hergestellt sind.
9. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Haiteelement (16, 17, 18, 20, 22, 24, 28) und/ oder das Verbindungselement (30) eine großflächige Wärmeübertragungsfläche aufweisen,
10. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuhlrohr (12) schraubenünienförmig und/ oder spiralförmig angeordnet ist.
11. Vakuumpumpengehäuse nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (12) gegenüber seiner Längsrichtung ausgelenkt, gekrümmt, insbesondere mehrfach gekrümmt und/ oder schlangenlinienförmig ausgebildet ist.
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