DE1042315B - Verbindung fuer Rohre mit Flanschen mit ebenen Stirnflaechen in Hochvakuumleitungen - Google Patents

Description

Zur hochvakuumdichten Verbindung von Rohrflanschen sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Flanschdichtungen aus elastischem Dichtungsmaterial, ζ. B. Gummi, haben den Nachteil, daß sie bei hohen Anpreßdrücken zerquetscht werden. Dabei wird das Dichtungsmaterial zerstört, außerdem kann die Verbindung undicht werden.

Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt, bei der in einen der beiden miteinander zu verbindenden Flansche eine ringförmige Nut von rechteckigem Querschnitt eingestochen ist, während der Gegenflansch glatt bleibt. Der Dichtungsring liegt dabei in dieser Nut und muß eine größere Höhe und ein kleineres Volumen als diese Nut haben. Bei dieser Anordnung wird das Dichtungsmaterial nur in den zulässigen Grenzen verformt, es wird jedoch in eine rechteckige Form mit relativ kleinen Krümmungsradien der Kanten gedrückt und dadurch stark beansprucht. Die Abstimmung der Toleranzen von Nut und Dichtungsring erfordert verhältnismäßig große Genauigkeit bei der Fertigung dieser Teile. Da nur einer der beiden Flansche eine Nut haben darf, tritt außerdem häufig der Nachteil auf, daß zur Verbindung zweier vorhandener Flansche mit Nut ein glattes Zwischenstück eingelegt werden muß.

Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, die aus zwei koaxialen Metallringen besteht, zwischen denen der Dichtungsring liegt. Auch hier wird der Dichtungsring vor unzulässiger Verformung geschützt, die Anordnung besteht aber aus drei einzelnen Teilen, die in der Fabrikation sehr genau aufeinander abgestimmt werden müssen.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei welcher ein Rohr mit Außengewinde dicht mit einem anderen Rohr, welches ein Innengewinde besitzt, verbunden werden soll und bei welchem sich auf dem Rohr mit Außengewinde ein Wulst mit rechteckförmigem Querschnitt befindet. Vor dem Aufschrauben des Rohres mit Innengewinde wird auf diesen Wulst ein Metallring aufgelegt, der an seinem inneren Umfang einen anvulkanisierten Gummiring trägt. Beim Zusammenschrauben der Rohre begrenzt der erwähnte Metallring den Aufschraubvorgang, da er sich sowohl an die Stirnfläche des erwähnten Wulstes wie an die Stirnfläche des Rohres mit Innengewinde anlegt. Der anvulkanisierte Gummiring muß dabei an seinem Querschnitt aber ähnlich genau abgestimmt werden wie bei der zuletzt erwähnten, aus drei einzelnen Teilen, nämlich aus zwei koaxialen Metallringen und einem dazwischenliegenden Dichtungsring bestehenden bekannten Anordnung.

Es sind auch Dichtungen bekannt, die aus einem relativ dünnen Metallring bestehen, der an seiner Innenseite das elastische Dichtungsmaterial trägt.

Verbindung für Rohre mit Flanschen

mit ebenen Stirnflächen

in Hochvakuumleitungen

Anmelder:

E. Leybold's Nachfolger, Köln-Bayenthal, Bonner Str. 504

Dipl.-Phys. Dr. Richard Thees, Köln-Lindenthal,
ist als Erfinder genannt worden

Diese Dichtungsanordnungen zentrieren sich zwar zwischen den die Flansche durchsetzenden Verbindungsschrauben, es sind aber keine Maßnahmen vorgesehen, die eine zu starke Beanspruchung des Dichtungsmaterials ausschließen. Außerdem erfordern diese Dichtungen verhältnismäßig enge Toleranzen bei der Herstellung. Wenn eine andere Flanschverbindung als die durch Verbindungsbolzen gewählt wird, besteht außerdem die Gefahr, daß der Ring schlecht zentriert eingelegt wird, wodurch die Verbindung undicht wird.

Schließlich sind Dichtungen bekannt, die aus einem Metallring bestehen, an dessen Innenseite ein etwas dickerer Dichtungsring aus elastischem Material angesetzt ist. Bei diesen Dichtungen kann zwar kein Zerquetschen des Dichtungsmaterials eintreten, bei ebenen Flanschen besteht jedoch auch die Gefahr, daß der Ring exzentrisch eingesetzt wird und die Verbindung dadurch nicht dicht ist.

Durch die Erfindung soll eine Verbindung für Rohre mit Flanschen mit ebenen Stirnflächen für Hochvakuumleitungen angegeben werden, die billig in der Herstellung ist, die sich selbst zentriert, so daß ein Undichtwerden infolge von ungenauem Einsetzen nicht auftreten kann und die außerdem eine übermäßige Beanspruchung des Dichtungsringes ausschließt. Schließlich hat die Dichtung gemäß der Erfindung noch den Vorteil, daß das Rohrinnere gegenüber dem Dichtungswerkstoff weitgehend abgeschlossen ist, so daß die Gasabgabe aus dem Dichtungswerkstoff in das Hochvakuum in der Leitung nur gering ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Verbindung für Rohre mit Flanschen mit ebenen Stirnflächen für Hochvakuumleitungen dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise um einen zwischen den

809 661/155

Flanschen angeordneten und sich an die Stirnflächen der Flansche anlegenden Abstandsring im zusammengebauten Zustand wenigstens annähernd ohne Zwischenraum ein Dichtungsring angebracht ist, der vor dem Zusammenbau der Flanschverbindung eine größere Höhe besitzt als der Abstandsring, und daß der Abstandsring in bekannter Weise einen Zentrieransatz trägt, der sich an der inneren Laibung eines der Leitungsrohre bzw. der Flansche zentriert.

Der Abstandsring begrenzt dabei die axiale Zusammendrückung des Dichtungsringes und verhindert dadurch eine übermäßige Beanspruchung oder Zerstörung. Da der Abstandsring" an einem der Rohre zentriert ist und von dem Dichtungsring ohne Zwischenraum umfaßt wird, ist auch der Dichtungsring zentriert, wodurch Undichtigkeit durch fehlerhaften Zusammenbau verhindert wird. Da der Dichtungsring gegenüber dem Rohrinneren durch den Abstandsring abgeschlossen ist, ist die Gasabgabe aus dem Dichtungswerkstoff in das Hochvakuum in der Leitung nur gering. Die vorgeschlagene Ausbildung der Ringe ist auf Verwendung bei Rohren mit glatten, ebenen Flanschen zugeschnitten, so daß die Flansche einer besonderen Ausbildung nicht bedürfen.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, dabei bedeutet

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwendete Dichtung im ausgebautem Zustand und

Fig. 3 eine etwas andere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Verbindung von zwei Hochvakuumleitungsrohren 10 und 11 dargestellt, die Endflansche 12 und 13 mit ebenen Stirnflächen besitzen. Die Flansche können, wie in Fig. 1 dargestellt, mit den Hochvakuumleitungen 10 bzw. 11 aus einem Stück bestehen oder können auch beispielsweise an diese Leitungen vakuumdicht angeschweißt sein. Zwischen den beiden einander zugekehrten, ebenen Stirnflächen 14 und 15 der beiden Flansche ist ein zylindrischer Abstandsring 16 eingefügt, der mit einem Zentrieransatz 17 versehen ist. Auf der Außenseite des Ringes 16 befindet sich eine Nut 18, in welche sich ein Dichtungsring 19, der im entspannten Zustand eine etwas größere Höhe H (s. Fig. 2) besitzt als der Ring 16 (ausschließlich seines Zentrieransatzes 17j, vermöge seiner Eigenelastizität eindrückt.

Die ausgebaute Dichtungseinheit mit Abstandsring 16 und Dichtungsring 19 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Dichtungsring 19 kann im entspannten Zustand einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, so daß er bereits vor Zusammenfügung der Flansche 12 und 13 vermöge seines elastischen Eingreifens in die Nut 18 von der Kreisform ein wenig abweicht. Nach Zusammenfügung der Flansche wird der Dichtungsring in axialer Richtung zusammengedrückt und kann in der Radialrichtung (d. h. in horizontaler Richtung in Fig. 1) ausweichen. Es ist für die Erfindung ohne Belang, ob die beiden Flansche 12 und 13 mit Schrauben, welche die Flanschflanken durchsetzen, zusammengehalten werden oder ob man zu diesem Zwecke einen Spannring 20, wie er in Fig. 1 angedeutet ist, verwendet.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Zerquetschen des Dichtungsringes verhindert wird und daß andererseits der Dichtungsring in der Radialrichtung frei ausweichen kann, so daß er durch sein Anliegen an die einander zugekehrten Stirnflächen 14 und 15 eine ausreichende Abdichtung herstellt. Der Dichtungsring einerseits und der zylindrische Abstandsring mit seinem Zentrieransatz andererseits brauchen nicht sehr genau gefertigt zu werden, so daß sie billig hergestellt werden können.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform

ίο befindet sich auf der Außenseite des Ringes 16, der wieder mit einem Zentrieransatz 17 versehen ist, eine Rippe 21 von rechteckigem Querschnitt, auf welche ein wenig elastisches Dichtungsmaterial, beispielsweise ein hochpolymerer Kunststoff, aufgeformt ist.

Der Querschnitt dieses Dichtungsringes 19 a ist somit auch im entspannten Zustand bereits annähernd rechteckig. Die Abmessungen dieses rechteckigen Querschnittes können ohne Schwierigkeiten so gewählt werden, das auch nach Zusammenfügen der Flansche die notwendige Abdichtung gewährleistet ist und gleichzeitig die in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten Vorteile gewahrt bleiben.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verbindung für Rohre mit Flanschen mit - --" ebenen Stirnflächen in Hoehvakuumleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise um einen zwischen den Flanschen (12,13) angeordneten, an den ' Stirnflächen (14,15) der Flansche anliegenden Abstandsring (16) im zusammengebauten Zustand wenigstens annähernd ohne Zwischenraum ein Dichtungsring (19,19 a) angebracht ist, der vor dem Zusammenbau der Flanschverbindung eine größere Höhe (H) besitzt als der Abstandsring, und daß der Abstands ring (16) in bekannter Weise einen Zentrieransatz (17) trägt, der sich an der Innenlaibung eines der Leitungsrohre (10,11) bzw. der Flansche (12,13) zentriert.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (19,19 a) und der Abstandsring (16) an ihren einander gegenüberliegenden Flächen so ausgebildet sind, daß der Dichtungsring am Abstandsring formschlüssig und elastisch zentriert ist.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (19) in eine Nut (18) an der Außenseite des Abstandsringes (16) elastisch eingreift.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Abstandsringes (16) eine Ringrippe (21) angeordnet ist, die in eine Nut an der Innenfläche des Dichtungsringes (19 a) eingreift.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (19 a) in an sich bekannter Weise aus hochpolymerem Kunststoff besteht und auf die Ringrippe (21) des Abstandsringes (16) aufgeformt ist.

In. Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 26 855, 570 093 ;
schweizerische Patentschrift Nr. 262 879;
belgische Patentschrift Nr. 496 089;
französische Patentschrift Nr. 482 469;
USA.-Patentschriften Nr. 2 191 044, 2 599 767.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen