Vakuurnpumpengehäuse sowie Kühlelemente-Set für ein Vakuumpumpenqehäuse Vacuum pump housing and cooling element set for a vacuum pump housing
Die Erfindung betrifft ein Vakuurnpumpengehäuse sowie ein Kühie!emente-Set für ein Vakuumpurnpengehäuse.The invention relates to a vacuum pump housing and a cooling element set for a vacuum pump housing.
Vakuumpumpen weisen in einem durch ein Gehäuse gebildeten Schöpfraum Pumpelemente auf. Bei Vakuumpumpen handelt es sich insbesondere um Schraubenpumpen, ein- und mehrstufige 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.Vacuum pumps have pumping elements in a pump chamber formed by a housing. Vacuum pumps are, in particular, screw pumps, single-stage and multi-stage 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.
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 Aligemeinen nur durch besondere Maßnahmen, z. B. Verkleidung mit gezielter Luftfuhrung und externem Lüftersystem (angetrieben durch eine der Pumpenwellen oder mit separatem Antrieb) möglich. Hierbei ist die spezifische Kühlleistung (Wärmestrom pro Fläche) gering. Ferner ist das Abführen der Wärme in die
Umgebung häufig unerwünscht. Insbesondere in Reinraumumgebungen muss das Auftreten von Luftströmen möglichst vermieden werden. Ferner sind Lüfter unerwünschte Geräuschquellen.It is known to provide vacuum pump housing with cooling fins and to cool the pump housing by an air flow. A uniform and targeted cooling of the housing is here, however, in general only by special measures, eg. B. fairing with targeted Luftfuhrung and external fan system (driven by one of the pump shafts or with separate drive) possible. Here, the specific cooling capacity (heat flow per area) is low. Furthermore, the dissipation of heat in the Environment often undesirable. Especially in clean room environments, the occurrence of air currents must be avoided as far as possible. Furthermore, fans are unwanted noise sources.
Ferner ist es bekannt, Vakuumpumpengehäuse durch Wasser bzw. Kühiflüssigkeit zu kühlen. Um eine Wasserkühlung durchführen zu können, sind spezielle konstruktive Maßnahmen erforderlich. Einerseits muss das Wasser, um eine große Kύhlwirkung 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. Taumelbeweguπgen zum Verteilen des flüssigen Lacks erfolgen. Ferner sind galvanische Oberflächenbehandlungsverfahren 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 Kühlkanäien beim Auftreten von Korrosion nicht zuverlässig vermieden werden kann.Furthermore, it is known to cool vacuum pump housing by water or Kühiflüssigkeit. In order to perform a water cooling, special design measures are required. On the one hand, the water must be brought as close as possible to the areas to be cooled in order to achieve a large cooling effect. On the other hand, due to its corrosive effect, water can not be used on most materials without special protective measures. For example, to avoid corrosion, it is possible to use corrosion-resistant materials such as stainless steel or certain aluminum alloys. However, such materials are expensive and do not meet other conditions occurring in vacuum pump housings such as the stability to high temperatures of more than 250 0 C, in particular. Furthermore, it is possible to paint the surfaces coming into contact with the water. The reliable painting of corresponding disposed within the housing channels is extremely complex. There must be a coating by immersion baths or by rotation or Taumelbeweguπgen for distributing the liquid paint. Furthermore, galvanic surface treatment processes such as galvanizing or nickel plating in the case of steel and gray cast iron or hard anodizing of aluminum are known. However, these are also very complex procedures. Furthermore, the use of consumption anodes is known, and this method is complex and can not be reliably avoided especially when internal cooling channels in the occurrence of corrosion.
Anstehe der Verwendung von Wasser als Kühlmittel können auch besondere Kühlflüssigkeiten verwendet werden. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn es sich um geschlossene und somit aufwendige Kühlkreäsläufe handelt.
Insbesondere ist es erforderlich, das Kuhlmittel durch zusätzlich vorzusehende Wärmetauscher zu kühlen.When using water as a coolant, special coolants can be used. However, this is only possible if it is closed and therefore expensive Kühlkreäsläufe. In particular, it is necessary to cool the coolant by additionally provided heat exchanger.
Das Vorsehen von Kuhlkanälen 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 zeitintensive zusätzliche Bearbeitungsschritte erforderlich sind. Auch ist es möglich, Kühlkanäle 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 fuhrt somit zur starken Einschränkung in der Formgebung und den Betriebsbedingungen wie der Festigkeit, den zulässigen Betriebstemperaturen und der Medienverträglichkeit.The provision of Kuhlkanälen 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 expensive, since time-consuming additional processing steps are required. It is also possible to provide cooling channels already during casting. For this sand cores are provided. Again, this is a complex process and also the cooling water can be contaminated by sand residues for a long time. Furthermore, the provision of cast-in sand-molded channels is only possible under severe restrictions with regard to the shaping, the cross-section and the course, since the shaping takes place by means of sand cores, which must have a corresponding stability for the casting process. The provision of such Kuhlkanäle thus leads to the severe restriction in the shape and the operating conditions such as strength, permissible operating temperatures and media compatibility.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuumpumpengehäuse zu schaffen, bei dem auf einfache Weise eine Kühlung insbesondere durch flussiges Kühlmedium möglich ist. Femer ist es eine unabhängige Aufgabe der Erfindung, ein Kühlelemente-Set für Vakuumpumpen zu schaffen, das eine hohe Variabilität aufweist.The object of the invention is to provide a vacuum pump housing in which cooling in a simple manner, in particular by liquid cooling medium is possible. Furthermore, it is an independent object of the invention to provide a cooling element set for vacuum pumps, which has a high variability.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Vakuumpumpengehäuse gemäß Anspruch 1 bzw. ein Kühleiemente-Set gemäß Anspruch 15.The object is achieved by a vacuum pump housing according to claim 1 or a Kühleiemente set according to claim 15.
Ein Vakuumpumpengehäuse weist ein Pumpengehäuse auf, das einen Schöpfraum ausbildet. In dem Schöpfraum sind die Pumpeiemente, wie beispielsweise schraubenförmige Rotoren, angeordnet. Erfindungsgemäß weist
das Pumpengehäuse zumindest eine ebene Außenseite auf. Die vorzugsweise flache, ebene Außenseite ist mit einem Kühlelement verbunden. Das Kuhielernent weist erfindungsgemäß mindestens einen, ggf. auch mehrere in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses offene Kühlkanäle auf. Durch Verbinden des vorzugsweise als separates Bauteil ausgebildeten Kühleiements mit dem Pumpengehäuse, so dass eine vorzugsweise ebene Anfagefläche des Kühleiements in Richtung der ebenen Außenseite des Pumpengehäuses weist, werden im Querschnitt geschlossene Kühlkanäle ausgebildet. Es ist somit bei dem erfindungsgemäßen Anordnen eines insbesondere als separates Bauteil ausgebildeten Kuhlelements nicht erforderlich, an dem Pumpengehäuse selbst Kühlrippen oder dergleichen vorzusehen. Hierdurch ist die Ausgestaltung des Pumpengehäuses einfacher und somit die Herstellung kostengünstiger. Zur Kühlung des Pumpengehäuses wird sodann mit der ebenen Außenseite das erfindungsgemäße Kühlelement verbunden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass das Kühlelement als separates Bauteil hergestellt werden kann.A vacuum pump housing has a pump housing which forms a pump chamber. In the pumping chamber, the pump elements, such as helical rotors, are arranged. According to the invention the pump housing at least a flat outside. The preferably flat, planar outer side is connected to a cooling element. According to the invention, the cowl core has at least one, possibly also a plurality of cooling channels open in the direction of the outside of the pump housing. By connecting the preferably designed as a separate component Kühleiements with the pump housing, so that a preferably flat Anfagefläche the Kühleiements points in the direction of the flat outer side of the pump housing, closed cooling channels are formed in cross-section. It is thus not necessary in the inventive arrangement of a particular designed as a separate component Kuhlelements to provide on the pump housing itself cooling fins or the like. As a result, the design of the pump housing is simpler and thus the production cost. For cooling the pump housing, the cooling element according to the invention is then connected to the flat outside. This has the particular advantage that the cooling element can be manufactured as a separate component.
Da das Kühlelement keine innenüegenden Kühlkanäle aufweist sondern die Kühlkanäie in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses offen sind, ist die Herstellung des Kühlelements einfach. Es kann sich hierbei beispielsweise um Gussteile handeln, wobei die Kühlkanäle vorzugsweise nicht nachträglich eingearbeitet sondern bereits als entsprechende Nut bzw. Ausnehmungen in dem Kühlelement vorgesehen sind. Hierbei können die Kύhlkanäle derart ausgebildet sein, dass das Kühlelement in Gussformen hergestellt werden kann. Die Kuhikanäle weisen hierbei vorzugsweise Ausformschrägen auf. Es ist somit nicht unbedingt erforderlich, die Kuhlkanäle durch nachträgliches Bearbeiten des Kühlelements, wie beispielsweise Einfräsen der Kühlkanäle, herzustellen. Bei flachen, breiten Kanälen mit größeren Ausformschrägen ist auch das Vorsehen von Sandkernen oder dergleichen zur Herstellung der Kühlkanäle nicht erforderlich. Vorzugsweise weist das Kühlelement eine ebene Anlagefläche auf, die in montiertem Zustand in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses weist. In montiertem Zustand ist die Anlagefläche somit vorzugsweise parallel zur Außenseite des Pumpengehäuses.
Es Ist möglich, das Kühlelement unmittelbar an der Außenseite, beispielsweise durch Schrauben oder andere Befestigungsrnittei, zu befestigen. Vorzugsweise ist zumindest im Randbereich des Kühlelements ebenfalls an der in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses weisenden Fläche ein Dichtelement vorgesehen. Hierbei kann es sich um ein flüssiges Dichtelement, eine Dichtmasse oder dergleichen handeln. Vorzugsweise ist ein in sich geschlossenes, ringförmiges Dichtelement mit insbesondere kreisrundem Querschnitt, bei dem es sich vorzugsweise um einen O-Ring handelt, vorgesehen. Hierbei ist es bevorzugt, dass in der Außenseite des Pumpengehäuses und/ oder in einer dieser gegenüberliegenden Seite des Kühlelements, d.h. in besonders bevorzugter Ausführungsform der Anlagefiäche des Kύhlelements, eine Dichtnut vorgesehen. In dieser Dichtnut ist das Dichtelement angeordnet. Es ist möglich, dass in beiden Flächen jeweils eine Dichtnut vorgesehen ist, so dass zwei vorzugsweise einander gegenüberliegende Dichtnuten vorgesehen sind. Zusätzlich oder anstelle derartiger Dichtelemente ist bei einer bevorzugten Ausführungsform an der Außenseite des Pumpgehäuses ein insbesondere flächig ausgebildetes Dichtelement vorgesehen. Das Dichtelement bedeckt die Außenseite vorzugsweise vollständig. Hierdurch kann das Dichtelement neben der Funktion des Abdichtens zusätzlich die Funktion aufweisen, die Außenseite des Pumpengehäuses vor Korrosion zu schützen. Es ist somit nicht erforderlich, eine insbesondere bearbeitete, ebene Außenseite des Pumpengehäuses mit einem Korrosionsschutzmittel, wie Lack, zu beschichten.Since the cooling element has no innenüegenden cooling channels but the Kühlkanäie are open towards the outside of the pump housing, the production of the cooling element is simple. This may be, for example, castings, wherein the cooling channels are preferably not subsequently incorporated but are already provided as a corresponding groove or recesses in the cooling element. Here, the Kύhlkanäle may be formed such that the cooling element can be manufactured in molds. The cow channels here preferably have draft angles. It is thus not absolutely necessary to produce the cooling channels by subsequently processing the cooling element, such as, for example, milling the cooling channels. For flat, wide channels with larger Ausformschrägen and the provision of sand cores or the like for the preparation of the cooling channels is not required. Preferably, the cooling element has a planar contact surface, which points in the assembled state in the direction of the outside of the pump housing. In the assembled state, the contact surface is thus preferably parallel to the outside of the pump housing. It is possible to attach the cooling element directly on the outside, for example by screws or other Befestigungsrnittei. Preferably, a sealing element is also provided at least in the edge region of the cooling element on the facing in the direction of the outside of the pump housing surface. This may be a liquid sealing element, a sealing compound or the like. Preferably, a self-contained, annular sealing element with a particular circular cross-section, which is preferably an O-ring, is provided. In this case, it is preferable for a sealing groove to be provided in the outside of the pump housing and / or in one side of the cooling element opposite thereto, ie in a particularly preferred embodiment of the contact surface of the cooling element. In this sealing groove, the sealing element is arranged. It is possible that in each case a sealing groove is provided in both surfaces, so that two preferably opposite sealing grooves are provided. In addition or instead of such sealing elements in a preferred embodiment on the outside of the pump housing a particular flat design sealing element is provided. The sealing element preferably completely covers the outside. This allows the sealing element in addition to the function of sealing additionally have the function of protecting the outside of the pump housing from corrosion. It is therefore not necessary to coat a particularly machined, flat outside of the pump housing with a corrosion inhibitor, such as paint.
Der in dem Kühlelement vorgesehene mindestens eine Kühikanal ist vorzugsweise mäanderförmig ausgebildet. Es können auch mehrere Kühlkanäle in einem Kühlelement vorgesehen sein, die beispielsweise unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Hierdurch ist es möglich, ein und dasselbe Kühlelement unterschiedlich anzuschließen und somit eine unterschiedliche Kühlwirkung zu erzielen. Selbstverständlich können die mehreren Kühlkanäle auch gemeinsam angeschlossen werden.
Jeder Kuhikanal weist mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass auf. Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere zwei Ein- und/ oder Auslässe vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Anschlussmöglichkeiten bestehen und somit derjenige Anschluss gewähit werden kann, der beispielsweise besser zugänglich oder leichter zu montieren ist.The provided in the cooling element at least one Kühikanal is preferably formed meander-shaped. It can also be provided in a cooling element several cooling channels, for example, have different cross-sections. This makes it possible to connect one and the same cooling element differently and thus to achieve a different cooling effect. Of course, the multiple cooling channels can also be connected together. Each cow canal has at least one inlet and at least one outlet. Preferably, several, in particular two inputs and / or outlets are provided. This has the advantage that there are several connection options and thus the one connection can be gewähit, for example, is more accessible or easier to assemble.
Der mindestens eine Ein- und/ oder Ausfass ist vorzugsweise in einer Seitenfläche des Kühlelements angeordnet. Die Seitenfläche ist eine in einem Winkel zur Anlagefläche des Kühlelernents bzw„ der in Richtung der Außenseite weisenden Seite des Kuhlelements angeordnete Seite. Bei einem beispielsweise im Wesentlichen quaderförmigen Kühielement ist die Seitenfläche senkrecht zur Anlagefläche. Ebenso kann ein Ein- und/ oder Auslass an einer Außenseite, d.h. insbesondere an derjenigen der Anlagefläche gegenüberliegenden Seite des Kuhlelements angeordnet sein.The at least one inlet and / or outlet is preferably arranged in a side surface of the cooling element. The side surface is an arranged at an angle to the contact surface of the Kühlelernents or "facing the outside of the side of the Kuhlelements page. For example, in a substantially cuboid cooling element, the side surface is perpendicular to the contact surface. Likewise, an inlet and / or outlet on an outside, i. be arranged in particular on that of the contact surface opposite side of the Kuhlelements.
In besonders bevorzugter Ausführungsform sind die Ein- und/ oder Auslässe derart angeordnet, dass sie in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses verschlossen sind. Hierdurch ist ein Abdichten erheblich einfacher. Insbesondere sind die Ein- und/ oder Auslässe als Bohrungen ausgebildet. Die Bohrungen verbinden die in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses offenen Kühlkanäie als insbesondere zylindrische Öffnung, Diese ist in Richtung der Außenseite des Pumpengehäuses bzw. in Richtung der Anlagefläche des Kühlelements geschlossen.In a particularly preferred embodiment, the inlets and / or outlets are arranged such that they are closed in the direction of the outside of the pump housing. This makes sealing much easier. In particular, the inputs and / or outlets are designed as bores. The bores connect the cooling channels open in the direction of the outside of the pump housing as in particular a cylindrical opening, which is closed in the direction of the outside of the pump housing or in the direction of the contact surface of the cooling element.
Da als Kühlmedium in besonders bevorzugter Ausfuhrungsform eine Kühiflüssigkeitf wie Wasser, verwendet wird, besteht die Gefahr der Korrosion. Zur Vermeidung von Korrosionen ist es möglich, die Innenseiten der Kühlkanäle mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehen. Hierzu ist es beispielsweise möglich, die entsprechenden Oberflächen zu lackieren oder galvanisch, z.B. durch Verzinken oder Vernickeln, zu behandeln. Ebenso ist beispielsweise bei Aluminiumguss ein Hartanodisieren möglich. Des Weiteren
ist es möglich, als Korrosionsschutz eine Verzehranode vorzusehen. Vorzugsweise ist das Kuhlelement aus einem als Verzehranode dienenden Material hergestellt. Ebenso kann das Kuhlelement eine Verzehranode aufweisen oder teilweise aus einem entsprechenden Material hergestellt sein.Since a cooling fluid f, such as water, is used as the cooling medium in a particularly preferred embodiment, there is a risk of corrosion. To avoid corrosion, it is possible to provide the inner sides of the cooling channels with a corrosion protection layer. For this it is possible, for example, to paint the corresponding surfaces or to treat them galvanically, eg by galvanizing or nickel plating. Likewise, for example, in aluminum casting a hard anodizing is possible. Furthermore it is possible to provide a Verzehranode as corrosion protection. Preferably, the Kuhlelement is made of a material serving as Verzehranode. Likewise, the Kuhlelement may have a Verzehranode or partially made of a corresponding material.
In besonders bevorzugter Ausfuhrungsform ist das Kühlelement als Graugussoder Sphäroguss-Bauteil oder auch aus korrosionsresistenten Aluminium- oder Edelstahl-Gusslegierungen hergestellt. Die hierdurch entstehenden Gussoberfiächen sind gegenüber Wasser nicht korrosionsanfällig. Zudem ist das Herstellen von Bauteilen durch Grau- oder Sphäroguss bzw. Alumϊniumguss kostengünstig. Ferner können Kühlelemente aus Kupfer-, Messing- oder Bronzelegierungen hergestellt werden.In a particularly preferred embodiment, the cooling element is produced as a cast iron or spheroidal cast iron component or also from corrosion-resistant aluminum or cast stainless steel alloys. The resulting casting surfaces are not susceptible to corrosion by water. In addition, the production of components by gray or nodular cast iron or Alumϊniumguss is inexpensive. Furthermore, cooling elements made of copper, brass or bronze alloys can be produced.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kuhlelemente-Set für Vakuumpumpen. Das Kuhlelemente-Set weist mehrere Kühlelemente mit unterschiedlichen Außenabmessungen auf. Hierbei weist jedes Kühlelement mindestens einen Kuhlkanal auf, der in Richtung der Aπlagefläche des Kühlelements offen ist. Die Anlagefläche des Kühlelements weist in montiertem Zustand in Richtung einer Außenseite des Vakuumpumpengehäuses und bildet zusammen mit dieser einen im Querschnitt geschlossenen Kuhlkanal aus. Durch das Entwickeln eines Kühlelemente-Sets mit unterschiedlichen Kuhlelementen ist es möglich, sehr variabel an unterschiedliche Pumpentypen die entsprechenden geeigneten Kuhielemente anzuordnen.Furthermore, the invention relates to a cooling elements set for vacuum pumps. The Kuhlelemente set has several cooling elements with different outer dimensions. Here, each cooling element has at least one cooling channel, which is open in the direction of the Aπlagefläche of the cooling element. The contact surface of the cooling element, in the assembled state, points in the direction of an outer side of the vacuum pump housing and, together with the latter, forms a cooling channel closed in cross-section. By developing a cooling element set with different cooling elements, it is possible to arrange the corresponding suitable cooling elements very variably on different pump types.
Beispielsweise weisen die Kühlelemente des Kuhleiemente-Sets unterschiedlich große, insbesondere rechteckige Anlageflächen auf. Bei der Konstruktion der Vakuumpumpengehäuse muss somit lediglich darauf geachtet werden, dass Außenflächen generiert werden, die der Größe eines der Kuhlelemente oder einer Vielzahl davon entspricht. Es ist somit nicht erforderlich, für unterschiediiche Vakuumpumpengehäuse unterschiedliche Kuhlelemente zu konstruieren.
Beispielsweise kann das KühleSemente-Set nicht nur Kuhlelemente mit unterschiedlich großen Anlagefiächen und/ oder unterschiedlich geometrisch ausgebildeten Anlageflächen aufweisen sondern es können auch Kühleiemente mit Kühlkanäleπ unterschiedlicher Querschnitte vorgesehen sein. Es Ist somit auf einfache Weise möglich, für die entsprechende Vakuumpumpe und den Einsatzzweck der Vakuumpumpe unterschiedliche Kühlelemente mit unterschiedlichen Kuhlleistungen vorzusehen. Die einzelnen Kühlelemente sind in bevorzugter Ausfuhrungsform, wie vorstehend in Verbindung mit dem Vakuumpumpengehäuse beschrieben, weitergebildet. Insbesondere weisen die vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgebildeten oder einen quaderförmigen Grundkörper aufweisenden Kuhlelemente mindestens einen Einlass und mindestens einen Ausiass auf. Diese sind, wie vorstehend erläutert, vorzugsweise in Seitenflächen oder an einer Außenseite der Kühlelemente vorgesehen. Insofern ist ein einfacher Anschluss der Kühikanäle über Kühlieitungen mit einem Kühlsystem möglich.For example, the cooling elements of Kuhleiemente sets of different sizes, in particular rectangular contact surfaces. When designing the vacuum pump housings, it is therefore only necessary to ensure that outer surfaces are generated which correspond to the size of one of the cooling elements or a large number of them. It is thus not necessary to construct different Kuhlelemente for unterschiediiche vacuum pump housing. For example, the cooling elements set can not only have cooling elements with differently sized contact surfaces and / or differently geometrically formed contact surfaces but also cooling elements with cooling channels of different cross sections can be provided. It is thus possible in a simple manner to provide different cooling elements with different cooling capacities for the corresponding vacuum pump and the intended use of the vacuum pump. The individual cooling elements are in a preferred embodiment, as described above in connection with the vacuum pump housing, further developed. In particular, the cooling elements, which are preferably substantially parallelepiped-shaped or have a cuboid base body, have at least one inlet and at least one outlet. These are, as explained above, preferably provided in side surfaces or on an outer side of the cooling elements. In this respect, a simple connection of the cooling channels is possible via Kühlieitungen with a cooling system.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig, 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erstenFig. 1 is a schematic perspective view of a first
Ausführungsform eines Kühlelemeπts,Embodiment of a cooling element,
Fig. 2 eine schematische Schnittansϊcht entlang der Linie II-II in Fig. 1,2 shows a schematic sectional view along the line II-II in FIG. 1, FIG.
Fig. 3 einen Ausschnitt eines dem in Fig. 2 dargestellten Kühlelement ähnlichen Kühlelements,3 a detail of a cooling element similar to the cooling element shown in FIG. 2, FIG.
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III-III inFig. 4 is a schematic sectional view taken along the line III-III in
Fig. 1, und
Fig. 5 ein Beispiel eines Kύhlelemente-Sets.Fig. 1, and 5 shows an example of a cooling element set.
Ein Kühlelement 10f das im dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) als quaderförmiges Gusstei! ausgebildet ist, weist einen mäanderförmigen Kühlkanal 12 auf. Der Kühlkanal 12 ist als Nut ausgebildet, die in Richtung einer Anlagefläche 14 offen ist. Hierbei kann die Nut bereits beim Guss hergestellt werden, indem eine entsprechende Gussform verwendet wird. Ebenso ist es möglich, die Nut zur Ausbildung des Kühlkanals 12 beispielsweise durch spanabhebende Verfahren, wie Fräsen, herzustellen. Der Kühikanal 12 ist im Querschnitt U-förmig (Fig. 2), so dass das Kühlelement an seiner Außenfläche 16 geschlossen ist. Zum Anschließen des Kühlkanals an Kühileitungen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an Außenseiten 18 Einlasse 20 sowie Auslässe 22 vorgesehen. Die Einlasse 20 sowie die Auslässe 22 sind als Querbohrungen ausgebildet {Fig. 4). Im Bereich der Querbohrungen 20, 22 ist die Anlagefläche 14 somit verschlossen. Dies hat den Vorteil, dass das Abdichten einfacher realisierbar ist.A cooling element 10 f in the illustrated embodiment (FIG. 1) as a cuboid Gusstei! is formed, has a meandering cooling channel 12. The cooling channel 12 is formed as a groove which is open in the direction of a contact surface 14. In this case, the groove can already be produced during casting by using a corresponding casting mold. It is also possible to produce the groove for forming the cooling channel 12, for example, by machining methods, such as milling. The cooling channel 12 is U-shaped in cross-section (FIG. 2), so that the cooling element is closed on its outer surface 16. To connect the cooling channel to cooling lines 18 inlets 20 and outlets 22 are provided in the illustrated embodiment on outer sides. The inlets 20 and the outlets 22 are formed as transverse bores {Fig. 4). In the region of the transverse bores 20, 22, the contact surface 14 is thus closed. This has the advantage that the sealing is easier to implement.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Einlasse 20 und zwei Auslässe 22 vorgesehen. Diese sind jeweils in unterschiedlichen, zueinander senkrecht stehenden Außenseiten 18 jeweils in einem Eckbereich angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Anschluss des Kühlkanals über eine der beiden Einlassöffnungen 20 bzw. eine der beiden Auslassöffnungen 22 erfolgen kann, wobei der Anschluss je nach den Anforderungen frei wählbar ist. Dies ist vorteilhaft, da je nach Pumpentyp, bei dem das Kühlelement 10 eingesetzt wird, unterschiedliche Platzverhältnisse herrschen.In the illustrated embodiment, two inlets 20 and two outlets 22 are provided in each case. These are each arranged in different mutually perpendicular outer sides 18 each in a corner region. This has the advantage that the connection of the cooling channel can take place via one of the two inlet openings 20 or one of the two outlet openings 22, the connection being freely selectable depending on the requirements. This is advantageous since, depending on the pump type in which the cooling element 10 is used, different space conditions prevail.
Ferner weist das Pumpeneiement 10 mehrere Durchgangsbohrungen 24 zur Befestigung auf, die sich von der Außenfläche 16 zur Anlagefläche 14 erstrecken. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben, das Kühlelement 10 an einem Pumpengehäuse 26 (Fig. 2) zu befestigen. Dies ist in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie 28 angedeutet.
Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel liegt die Anlagefläche 14 nicht unmittelbar an einer ebenen, bearbeiteten Außenfläche 30 des Pumpengehäuses 26 an. Vielmehr ist zwischen den beiden Bauteilen eine flächige Dichtung 32 vorgesehen. Die Dichtung bedeckt die Außenseite 30 sowie auch die Anlagefiäche 14 vollständig. Die Dichtung dient somit nicht nur zum dichten Anordnen des Kuhlelements 10 an dem Gehäuse sondern auch zum Abdichten der einzelnen Abschnitte (Fig. 2) des Kuhlkanals 12 gegeneinander. Durch das Vorsehen einer flächigen Dichtung 32 ist ferner die bearbeitete Außenseite 30 des Pumpengehäuses 26 vor Korrosion geschützt. Ferner ist durch die flächige Dichtung 32 die Anlagefläche 14, die in dem in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel vollflächig bearbeitet ist, ebenfalls vor Korrosion geschützt. Eine Innenfläche 34 des Kuhlkanals 12 kann mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, wie einem Lack, versehen sein. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine unbehandelte Gussoberfläche, wobei das Kühlelement 10 vorzugsweise im Grauguss- oder Sphärαguss-Verfahren oder auch aus korrosionsresistenten Aluminium- oder Edelstahi-Gusslegierungen hergestellt ist, so dass eine derartige Gussoberfiäche gegenüber dem Kühlmittel, insbesondere Wasser, korrosionsbeständig ist.Furthermore, the pump element 10 has a plurality of through-holes 24 for attachment, which extend from the outer surface 16 to the contact surface 14. This makes it possible in a simple manner, for example by means of screws, to attach the cooling element 10 to a pump housing 26 (FIG. 2). This is indicated in Fig. 2 by the dashed line 28. In the illustrated exemplary embodiment, the contact surface 14 is not directly adjacent to a flat, machined outer surface 30 of the pump housing 26. Rather, a flat seal 32 is provided between the two components. The seal completely covers the outside 30 as well as the contact surface 14. The seal thus not only serves to tightly position the cooling element 10 on the housing but also to seal the individual sections (FIG. 2) of the cooling channel 12 against one another. By providing a flat seal 32, the machined outer side 30 of the pump housing 26 is further protected from corrosion. Further, by the flat seal 32, the contact surface 14, which is machined in the entire surface in the exemplary embodiment shown in FIG. 2, also protected from corrosion. An inner surface 34 of the cooling channel 12 may be provided with a corrosion protection coating, such as a paint. Preferably, however, it is an untreated casting surface, wherein the cooling element 10 is preferably produced by the gray cast iron or spheroidal casting process or also by corrosion-resistant aluminum or stainless steel cast alloys, so that such a cast surface is corrosion-resistant to the coolant, in particular water.
Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 3) ist das Kuhlelement 10 ähnlich wie in Fig. 2 aufgebaut. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Stegteile 36, die sich zwischen benachbarten Abschnitten des Kühlkanals 12 befinden, in einem Bereich 38 der Anlagefläche 14 nicht bearbeitet sind. Dies ist bei Vorsehen eines entsprechend dicken, flächigen Dichtelements 32 nicht erforderlich, da das Dichtelement 32 im Bereich 38 komprimiert wird und das Dichtelement 32 somit teilweise in die Seitenflächen 34 des Kühlkanals ragt und somit benachbarte Abschnitte des Kühlkanais 12 gegeneinander abdichtet.In a further embodiment (FIG. 3), the cooling element 10 is constructed similarly as in FIG. The only difference is that web portions 36, which are located between adjacent sections of the cooling channel 12, are not processed in a region 38 of the contact surface 14. This is not necessary when providing a correspondingly thick, flat sealing element 32, since the sealing element 32 is compressed in the area 38 and the sealing element 32 thus partially protrudes into the side surfaces 34 of the cooling channel and thus seals adjacent sections of the cooling channel 12 against each other.
Beim Vorsehen eines entsprechend dicken Dichtelements 32 bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform ist es ebenfalls nicht unbedingt erforderlich, die Anlagefläche 14 mit einem Korrosionsschutzmittel vor Korrosion zu schützen.
Dies ist nicht erforderlich, da beim Verwenden einer entsprechend dicken Dichtung 32 diese in die Seitenflächen 34 ragt und das Kühlmittel somit nicht an die Anlagefiäche 14 gelangt.When providing a correspondingly thick sealing element 32 in the embodiment shown in Fig. 2, it is also not necessary to protect the contact surface 14 with a corrosion inhibitor from corrosion. This is not necessary because when using a correspondingly thick seal 32 this protrudes into the side surfaces 34 and thus the coolant does not reach the Anlagefiäche 14.
Bei Ausführungsformen, die kein flächiges Dichtelement 32 aufweisen, ist es auch möglich, in einem äußeren Randbereich 40 (Fig. 2) der Anlagefläche 14 eine Dichtnut vorzusehen, in der ein beispielsweise als O-Ring ausgebildetes Dichteiement angeordnet sein kann. Ggf. kann die entsprechende Dichtnut auch im entsprechenden Bereich gegenüberliegend in der Außenseite 30 des Pumpengehäuses 26 angeordnet sein.In embodiments which do not have a planar sealing element 32, it is also possible to provide a sealing groove in an outer edge region 40 (FIG. 2) of the contact surface 14, in which a sealing element formed, for example, as an O-ring can be arranged. Possibly. If appropriate, the corresponding sealing groove can also be arranged in the corresponding area in the outer side 30 of the pump housing 26.
In Fig. 5 ist als Beispiel ein Kühlelemente-Set mit mehreren Kühlelementen 42, 44, 46 dargestellt. Die Kuhlelemente 42, 44, 46 entsprechen im Wesentlichen dem Aufbau des Kühlelements 10.In Fig. 5 is a cooling elements set with a plurality of cooling elements 42, 44, 46 is shown as an example. The cooling elements 42, 44, 46 essentially correspond to the structure of the cooling element 10.
So weisen die beiden Kuhlelemente 42, 44 jeweils einen rnäanderförmig ausgebildeten Kühlkanal 12 auf, der entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlelement 10 in Richtung einer Anlagefläche 14 offen ist. Bei dem Kühlelement 42 sind an den Seitenflächen 18 Ein- und Auslässe 20, 22 vorgesehen, wobei in den Eckbereichen jeweils wiederum zwei Einlasse bzw. Auslässe vorgesehen sind, um hinsichtlich der Anschlussmöglichkeiten eine hohe Variabilität zu gewährleisten.Thus, the two Kuhlelemente 42, 44 each have a meandering shaped cooling channel 12, which is open according to the cooling element 10 described above in the direction of a contact surface 14. In the cooling element 42, inlet and outlet ports 20, 22 are provided on the side surfaces 18, wherein in each case two inlets or outlets are provided in the corner regions in order to ensure a high variability with regard to the connection possibilities.
Das Kühielement 44 ist entsprechend dem Kύhielement 10 ausgebildet, wobei das quaderförmig ausgebildete Kühlelement keine quadratische sondern eine rechteckige Anlagefläche 14 aufweist. Das ferner in Fig. 5 dargestellte Kühlelement 46 weist zwei im Wesentlichen zueinander parallel verlaufende Kühlkanäle auf. Jeder der beiden Kühlkanäle 12 weist einen Einlass 20 sowie einen Auslass 22 auf. Die beiden Kühlkanäle 12 können beispielsweise in unterschiedliche Richtung durchströmt werden. Ferner ist es möglich, je nach Anforderung an die Kühlung der Vakuumpumpe nur einen der Kuhlkanäle 12 anzuschließen.
„ j 7 _The cooling element 44 is designed in accordance with the cooling element 10, wherein the cuboid-shaped cooling element has no square but a rectangular contact surface 14. The cooling element 46, which is also shown in FIG. 5, has two cooling channels running essentially parallel to one another. Each of the two cooling channels 12 has an inlet 20 and an outlet 22. The two cooling channels 12 can for example be flowed through in different directions. Furthermore, it is possible, depending on the requirement for cooling the vacuum pump, to connect only one of the cooling channels 12. "J 7 _
Durch ein mehrere Kuhlelemente aufweisendes Kuhlelemente-Set, wie es als Beispiel in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist, ist es möglich, Kuhlelemente für unterschiedliche Vakuumpumpen zu schaffen. Diese sind entsprechend eines Baukastens aufgebaut, so dass die einzelnen Kühlelemente des Kühlelemente- Sets für unterschiedliche Vakuumpumpen verwendet werden können. Dies hat den Vorteil, dass die unterschiedlichen Vakuumpumpen lediglich entsprechend ausgebildete Außenseiten 30 aufweisen müssen und sodann je nach Größe und Anforderung ein entsprechendes Kühlelement des Kühlelemente-Sets verwendet werden kann. Hierdurch ist eine äußerst hohe Flexibilität erzielt-
By a Kuhlelemente having Kuhlelemente set, as shown for example in FIGS. 5 to 7, it is possible to create Kuhlelemente for different vacuum pumps. These are constructed according to a modular system, so that the individual cooling elements of the cooling element sets can be used for different vacuum pumps. This has the advantage that the different vacuum pumps need only have correspondingly formed outer sides 30 and then, depending on the size and requirement, a corresponding cooling element of the cooling element set can be used. This results in extremely high flexibility.