Die Erfindung betrifft einen Vakuumpumpengehäusedeckel mit einer ebenen Anlagefläche zum Anbauen des Vakuumpumpengehäusedeckels. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Vakuumpumpengehäusedeckels.
Aus der internationalen Veröffentlichung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vakuumpumpengehäusedeckel mit einer ebenen Anlagefläche zum Anbauen des Vakuumpumpengehäusedeckels zu schaffen, der einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem Vakuumpumpengehäusedeckel mit einer ebenen Anlagefläche zum Anbauen des Vakuumpumpengehäusedeckels dadurch gelöst, dass der Vakuumpumpengehäusedeckel als Umformteil aus Stahl mit einem Durchgangsloch ausgeführt ist, das auf der der ebenen Anlagefläche abgewandten Seite des Vakuumpumpengehäusedeckels von einem Stutzengehäuseteil umgeben ist, das ebenfalls als Umformteil aus Stahl ausgeführt und stoff-schlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel verbunden ist. Der erfindungsgemäße Vakuumpumpengehäusedeckel ermöglicht auf einfache Art und Weise den Anschluss eines Verbrauchers an eine mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel ausgestattete Vakuumpumpe. Bei dem Verbraucher handelt es sich vorzugsweise um einen Nebenverbraucher, da der Hauptanschluss der Vakuumpumpe vorzugsweise an einem Vakuumpumpengehäuse vorgesehen ist, das durch den Vakuumpumpengehäusedeckel verschließbar ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Anlagefläche eine Ebenheit von etwa fünf Hundertstel Millimeter aufweist. Durch die erfindungsgemäße Anbringung des Stutzengehäuseteils an dem Vakuumpumpengehäusedeckel kann auf einfache Art und Weise die gewünschte Ebenheit der Anlagefläche ohne Nachbearbeiten sichergestellt werden. Mit der Anlagefläche wird der Vakuumpumpengehäusedeckel an das Vakuumpumpengehäuse einer Vakuumpumpe angebaut. Die angegebene Ebenheit der Anlagefläche wird benötigt, um eine ausreichende Dichtigkeit an der Schnittstelle zwischen dem Vakuumpumpengehäuse und dem Vakuumpumpengehäusedeckel sicherzustellen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stutzengehäuseteil durch eine Schweißverbindung, insbesondere eine Buckelschweißverbindung, mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel verbunden ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde die Anwendung von verschiedenen Schweißverfahren untersucht. Dabei hat sich das Buckelschweißen als besonders vorteilhaft erwiesen, da hierbei eine unerwünschte Verformung beziehungsweise Beeinträchtigung der Ebenheit der ebenen Anlagefläche des Vakuumpumpengehäusedeckels verhindert werden kann. Beim Buckelschweißen handelt es sich um ein Widerstandspressschweißverfahren, bei dem die aneinander anliegenden Bauteile sich nur in Buckeln, Warzen oder Sicken berühren. An den Berührungsstellen erfolgt eine Widerstandswärmung, um eine stoffschlüssige Verbindung zu erzeugen. Die Bauteile werden vorzugsweise unter Druck gefügt, wobei die Buckel, Warzen oder Sicken teilweise oder völlig eingeebnet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stutzengehäuseteil ein Anschlussstutzen teilweise aufgenommen ist, der sich durch eine Öffnung des Stutzengehäuseteils hindurch nach außen erstreckt. Der Anschlussstutzen ist zum Beispiel als Gussteil, vorzugsweise aus einer Aluminium-Zink-Legierung, ausgeführt und dient dazu, vorzugsweise einen Nebenverbraucher an dem Vakuumpumpengehäusedeckel an die Vakuumpumpe anzuschließen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stutzengehäuseteil im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels mit einem Umfangsrand aufweist, der zur Ausbildung eines Befestigungsflansches nach außen abgewinkelt ist. Der Befestigungsflansch dient dazu, das Stutzengehäuseteil stoffschlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel zu verbinden. An dem Befestigungsflansch sind vorzugsweise mehrere Vertiefungen oder Buckel ausgebildet, die dazu dienen, den Befestigungsflansch durch Buckelschweißen stoffschlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel zu verbinden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stutzengehäuseteil einen weiteren Umfangsrand aufweist, der nach innen abgewinkelt ist, um den Anschlussstutzen in dem Stutzengehäuseteil zu halten. Der nach innen abgewinkelte Umfangsrand bildet vorzugsweise einen Kragen, der ein zentrales Durchgangsloch umgibt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen einen Grundkörper umfasst, der in dem Stutzengehäuse angeordnet ist und von dem sich ein Stutzenkörper durch die Öffnung des Stutzengehäuseteils hindurch nach außen erstreckt. Der Grundkörper ist vorzugsweise gegen den nach innen abgewinkelten Umfangsrand des Stutzengehäuseteils vorgespannt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stutzengehäuseteil eine Rückschlagventileinrichtung aufgenommen ist. Die Rückschlagventileinrichtung dient dazu, eine Fluidverbindung zwischen dem Anschlussstutzen und dem Durchgangsloch im Vakuumpumpengehäusedeckel von außen nach innen zu ermöglichen, und von innen nach außen zu verhindern. Durch die Rückschlagventileinrichtung wird verhindert, dass Luft aus einer mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel ausgestatteten Vakuumpumpe durch den Anschlussstutzen austritt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinrichtung zwischen einem beziehungsweise dem Anschlussstutzen, insbesondere einem beziehungsweise dem Grundkörper des Anschlussstutzens, und dem Vakuumpumpengehäusedeckel angeordnet, insbesondere eingespannt, ist. Die Rückschlagventileinrichtung bildet vorzugsweise mit dem Anschlussstutzen und dem Stutzengehäuseteil eine Montageeinheit beziehungsweise Baueinheit, die durch die Schweißverbindung zwischen dem Stutzengehäuseteil und dem Vakuumpumpengehäusedeckel an dem Vakuumpumpengehäusedeckel befestigt ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinrichtung einen Schließkörper umfasst, der gegen einen Anschlagkörper bewegbar ist. Der Anschlagkörper ist vorzugsweise zwischen der Rückschlagventileinrichtung und dem Vakuumpumpengehäusedeckel eingespannt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rückschlagventileinrichtung und dem Anschlussstutzen, insbesondere dem Grundkörper des Anschlussstutzens, ein O-Ring angeordnet ist, der dazu dient, die Schnittstelle zwischen dem Anschlussstutzen, insbesondere dem Grundkörper des Anschlussstutzens, und dem Stutzengehäuseteil abzudichten und/oder eine Vorspannkraft auf den Anschlussstutzen, insbesondere dem Grundkörper des Anschlussstutzens, beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung aufzubringen. Der O-Ring dient vorzugsweise zusätzlich zum Abdichten auch dazu, den Grundkörper des Anschlussstutzens gegen den nach innen abgewinkelten Umfangsrand des Stutzengehäuseteils und die Rückschlagventileinrichtung beziehungsweise den Anschlagkörper gegen den Vakuumpumpengehäusedeckel vorzuspannen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlagkörper beziehungsweise der Rückschlagventileinrichtung und dem Vakuumpumpengehäusedeckel ein O-Ring angeordnet ist, der dazu dient, die Schnittstelle zwischen dem Anschlagkörper beziehungsweise der Rückschlagventileinrichtung und dem Vakuumpumpengehäusedeckel abzudichten und/oder eine Vorspannkraft auf den Anschlagkörper beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung aufzubringen. Der O-Ring dient vorzugsweise zusätzlich zum Abdichten auch dazu, den Anschlagkörper beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung gegen den Grundkörper des Anschlussstutzens und/oder gegen den nach innen abgewinkelten Umfangsrand des Stützengehäuseteils vorzuspannen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Schnittstelle zwischen dem Stutzengehäuseteil und dem Vakuumpumpengehäusedeckel und/oder zum Verspannen von in dem Stutzengehäuseteil angeordneten Bauteilen mindestens ein O-Ring vorgesehen ist. Vorzugsweise ist ein O-Ring zwischen der Rückschlagventileinrichtung beziehungsweise dem Stutzengehäuseteil und dem Vakuumpumpengehäusedeckel dichtend angeordnet. Ein weiterer O-Ring ist vorzugsweise zwischen der Rückschlagventileinrichtung und dem Anschlussstutzen beziehungsweise dem Stutzengehäuseteil dichtend angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vakuumpumpengehäusedeckels ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umformteile als fertigfallende Stanzteile ausgeführt sind. Fertigfallend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Umformteile nach dem Stanzen fertig aus einem Stanzwerkzeug herausfallen. Eine weitere Bearbeitung der Stanzteile ist nicht erforderlich.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines vorab beschriebenen Vakuumpumpengehäusedeckels ist die vorab angegebene Aufgabe durch folgende Schritte gelöst: Der Vakuumpumpengehäusedeckel und das Stutzengehäuseteil werden durch Stanzen aus einem Stahlblechmaterial gebildet. Das gestanzte Stutzengehäuseteil wird durch Schweißen, insbesondere durch Buckelschweißen, stoffschlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel verbunden. Die beiden Umformteile werden vorzugsweise ohne eine weitere Bearbeitung nach dem Stanzen miteinander verschweißt. Durch das Buckelschweißen können die beiden Umformteile stoffschlüssig miteinander verbunden werden, ohne dass eine gewünschte Ebenheit der Anlagefläche des Vakuumpumpengehäusedeckels beeinträchtigt wird. Vor dem Verschweißen der beiden Umformteile werden der Anschlussstutzen und die Rückschlagventileinrichtung in das Stutzengehäuseteil eingelegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweißen des Stutzengehäuseteils mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel ein beziehungsweise der Grundkörper eines beziehungsweise des Anschlussstutzens, eine beziehungsweise die Rückschlagventileinrichtung, ein beziehungsweise der Schließkörper, ein beziehungsweise der Anschlagkörper und/oder ein beziehungsweise der O-Ring beziehungsweise die O-Ringe in das Stutzengehäuseteil eingelegt werden beziehungsweise wird. Durch das Einlegen von einem, mehreren oder allen der genannten Bauteile wird eine Montageeinheit oder Baueinheit geschaffen, die durch Verschweißen des Stutzengehäuseteils mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel an dem Vakuumpumpengehäusedeckel befestigt wird. Dabei sind die einzelnen Bauteile vorzugsweise so bemessen, dass mindestens einer der beiden O-Ringe beim Anschweißen des Stutzengehäuseteils an dem Vakuumpumpengehäusedeckel komprimiert wird, um die übrigen Bauteile zwischen dem Vakuumpumpengehäusedeckel und dem nach innen abgewinkelten Umfangsrand des Stutzengehäuseteils zu verspannen beziehungsweise einzuspannen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
In den
Die Vakuumpumpe dient zum Beispiel dazu, ein Vakuum in einem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs zu erzeugen. Dann wird der Bremskraftverstärker als Hauptverbraucher bezeichnet. Weitere Verbraucher, die ebenfalls an die Vakuumpumpe angeschlossen werden können, werden als Nebenverbraucher bezeichnet. Bei den Nebenverbrauchern kann es sich zum Beispiel um Steuerklappen einer Brennkraftmaschine handeln. Der Hauptverbraucher ist vorzugsweise an das Vakuumpumpengehäuse angeschlossen. Der Nebenverbraucher wird vorzugsweise so an den Vakuumpumpengehäusedeckel 1 angeschlossen, dass über das weitere Durchgangsloch 10 ein Vakuum an den Nebenverbraucher angelegt wird.
Ein ebenfalls als Umformteil, insbesondere als Stanzteil, ausgeführtes Stutzengehäuseteil 14 ist an einer Außenseite 15 des Vakuumpumpengehäusedeckels 1 außerhalb des Durchgangslochs 10 stoffschlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 verbunden. Das Stutzengehäuseteil 14 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels 16, dessen Zylinderachse senkrecht zu dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 angeordnet ist. Das Stutzengehäuseteil 14 weist an der dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 zugewandten Stirnseite des Kreiszylindermantels 16 einen nach außen abgewinkelten Umfangsrand 18 auf, der einen Befestigungsflansch darstellt, mit dem das Stutzengehäuseteil 14 an dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 befestigt ist.
Die Befestigung des Umfangsrandes oder Befestigungsflanschs 18 erfolgt mit Hilfe von Vertiefungen 21 bis 24, die in dem abgewinkelten Umfangsrand 18 des Stutzengehäuseteils 14 vorgesehen sind und auf der dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 zugewandten Seite Erhöhungen oder Buckel bilden. Diese Buckel werden beim Buckelschweißen stoffschlüssig mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 verbunden.
Das Stutzengehäuseteil 14 weist an der dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 abgewandten Stirnseite des Kreiszylindermantels 16 einen radial nach innen abgewinkelten Umfangsrand 26 auf, der ein zentrales Durchgangsloch 28 begrenzt. Durch das zentrale Durchgangsloch 28 hindurch erstreckt sich ein Anschlussstutzen 30 mit einem zentralen Durchgangsloch 31, das sich durch einen Grundkörper 32 und einen Stutzenkörper 33 des Anschlussstutzens 30 hindurch erstreckt. Der Grundkörper 32 des Anschlussstutzens 30 wird außen von dem abgewinkelten Umfangsrand 26 des Stutzengehäuseteils 14 umgriffen.
In einem Zwischenraum zwischen dem Grundkörper 32 des Anschlussstutzens 30 und dem Durchgangsloch 10 in dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 ist in dem Stutzengehäuseteil 14 eine Rückschlagventileinrichtung 36 angeordnet. Die Rückschlagventileinrichtung 36 umfasst einen Schließkörper 38 und einen Anschlagkörper 40, der (nicht dargestellte) Durchgangskanäle aufweist, die in Abhängigkeit von der Stellung des Schließkörpers 38 eine Fluidverbindung zwischen dem Durchgangsloch 31 des Anschlussstutzens 30 und dem Durchgangsloch 10 des Vakuumpumpengehäusedeckels 1 ermöglichen. Der Schließkörper 38 verhindert, dass Luft aus dem Inneren einer an die Anlagefläche 4 angebauten Vakuumpumpe durch das Durchgangsloch 31 des Anschlussstutzens 30 austritt. In umgekehrter Richtung ermöglicht der vorzugsweise schirmartige Schließkörper 38 ein Ansaugen von Luft durch das Durchgangsloch 31 in das Innere der Vakuumpumpe, um ein Vakuum an den Nebenverbraucher anzulegen.
An einer Schnittstelle zwischen der Rückschlagventileinrichtung 36, dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 und dem Stutzengehäuseteil 14 ist ein O-Ring 41 zu Dichtzwecken angeordnet. Ein weiterer O-Ring 42 ist zu Dichtzwecken an einer Schnittstelle zwischen der Rückschlagventileinrichtung 36, dem Grundkörper 32 des Anschlussstutzens 30 und dem Kreiszylindermantel 16 des Stutzengehäuseteils 14 angeordnet. Die O-Ringe 41, 42 verhindern ein unerwünschtes Eintreten oder Austreten von Luft in den beziehungsweise aus dem Stutzengehäuseteil 14.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die beiden O-Ringe 41, 42 dazu verwendet, den Anschlagkörper 40, die Rückschlagventileinrichtung 36 und den Grundkörper 32 des Anschlussstutzens 30 zwischen dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 und dem nach innen abgewinkelten Umfangsrand 26 des Stutzengehäuseteils 14 zu verspannen. Vor dem Verschweißen des nach außen abgewinkelten Umfangsrands 18 des Stutzengehäuseteils 14 mit dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 wird zunächst der Grundkörper 32 des Anschlussstutzens 30 so in das Stutzengehäuseteil 14 eingelegt, dass der Stutzenkörper 33 durch das zentrale Durchgangsloch 28 aus dem Stutzengehäuseteil 14 herausragt. Anschließend wird der O-Ring 42 eingelegt. Daraufhin wird die Rückschlagventileinrichtung 36 mit dem Schließkörper 38 eingelegt. Zuletzt wird der Anschlagkörper 40 mit dem O-Ring 41 eingelegt. Die so vormontierte Montageeinheit oder Baueinheit wird dann durch Schweißen, insbesondere Buckelschweißen, an dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 befestigt. Dabei werden die in dem Stutzengehäuseteil 14 angeordneten Bauteile durch Komprimieren der O-Ringe 41, 42 gegeneinander und zwischen dem Vakuumpumpengehäusedeckel 1 und dem nach innen abgewinkelten Umfangsrand 26 des Stutzengehäuseteils 14 verspannt.
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