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Die Erfindung betrifft eine zerlegbare, ofenhitzebeständige Abdichtung, vorzugsweise für den Abschluss ultragrosser Vakuumräume.
Bei einer aus der brit. Patentschrift Nr. 185, 224 bekannten Rohrverbindung mit einer Weichdichtung aus nichtmetallischem Material wird die Dichtung durch einander übergreifende Ringkanten der Flansche am Austreten nach aussen gehindert. Innerhalb dieser Ringkanten divergieren die einander zugewandten Wandteile der beiden Flansche zu den Rohrenden hin, um beim Zusammenspannen das Dichtungsmaterial einwärts zwischen die Rohrenden zu pressen, welche bei zusammengespannten Flanschen nahe beieinanderliegen. Bei der zusammengesetzten Rohrverbindung ist das Dichtungsmaterial im wesentlichen zwischen geneigten Flächen eingeschlossen. Die beiden Rohrenden können im Querschnitt abgerundet und verdickt ausgebildet oder kegelstumpfförmig abgefast sein, wobei sich der spitze Winkel bei der Rohrinnenseite und der stumpfe Winkel bei der Rohraussenseite befindet.
Auf Grund des verwendeten Dichtungsmaterials und der Art des Einschlusses desselben zwischen den abzudichtenden Teilen kann die bekannte Rohrverbindung weder höheren Temperaturen ausgesetzt werden noch hohen Drücken standhalten und auch keinen vakuumdichten Verschluss bewirken.
Rohrverbindungen, deren Dichtringe aus Metall bestehen können, sind aus der brit. Patentschrift Nr. 942447
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überlappenden Durchmesserbereichen vorgesehen, wodurch beim Zusammenspannen ein eingelegter, ursprünglich einen Rechteckquerschnitt aufweisender Dichtring durch Scherung verformt wird. Im zweiten Fall sind an den einander zugekehrten, sich kegelförmig erweiternden Enden der Rohre nach innen offene Ringnuten angeordnet, die bei zusammengesetzter Rohrverbindung einen Ringraum mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt bilden, der einen diesen nach innen überragenden Dichtring aufnimmt.
Bei den bekannten Konstruktionen wird die Abschlusskante eines Rohres oder Flansches vom Dichtungsmaterial höchstens bis 2700 umgriffen und der Zusammenhalt der abzudichtenden Teile bei durch Temperaturänderungen bedingten kleinen gegenseitigen Bewegungen derselben nicht sichergestellt.
Bezüglich der nicht zerlegbaren, ofenhitzebeständigen Abdichtungen sind mehrere Lösungen bekannt.
Bei der Messerkantendichtung wird der Vakuumabschluss durch eine zwischen zwei Kanten gesetzte Dichtung von Rechteckquerschnitt gesichert.
Bei der"coined"Dichtung kommt der Vakuumverschluss zufolge Abplattens einer auf der Dichtung befindlichen Ausbauchung zustande.
Bei der"conflat"Dichtung drücken sich zwei schiefe Ebenen in den Dichtungsring von Rechteckquerschnitt hinein, während bei der "Wheeler" Dichtung ein Ring von Kreisquerschnitt zwischen schiefe Ebenen hineingedrückt wird.
Die oben genannten Dichtungen haben den gemeinsamen Fehler, dass nach wiederholten Erwärmungen und Abkühlungen sich die Vakuumverschlussfähigkeit derselben verschlechtert, weil wegen den Dilatationsunterschieden und der bleibenden Verformung der Dichtung sich die die Dichtung zusammenpressende Kraft verringert und sich die Abdichtungsflächen verschieben.
Weitere Konstruktionen von Abdichtungen sind in der einschlägigen Literatur, beispielsweise Guthrie-Wakerring : Vacuum Equipment and Techniques, McGraw-Hill, N. Y. 1949 sowie in den Publikationen der verschiedenen, vakuumtechnische Vorrichtungen erzeugenden Firmen (teils unter Namen mit eingetragener Schutzmarke) beschrieben.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine zerlegbare, ofenhitzebeständige Abdichtung zu schaffen, die vor allem für Verbindungen mit weitem Durchmesser von Vakuumeinrichtungen, wie z. B. Wärmebehandlungsvakuumöfen, Vakuumverdampfer usw. geignet ist.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass ein kreisprofilartiger oder aus einem Kreisprofil gebildeter Dichtring aus Metall nach erfolgtem Zusammenbau, wie bekannt, ringschneidenartig an den dicht miteinander zu verbindenden Teilen ausgebildete Dichtkanten umgreift, dass er sie dabei, bezogen auf seinen Meridianschnitt, mit einem Winkel von mehr als 2700 umgreift und derart eine Vakuumabdichtung bewirkt, und dass der Dichtring gegen die ringschneidenartigen Dichtkanten durch ein konisches Flächenpaar und durch ein ebenes Oberflächenpaar gedrückt ist, die ebenfalls an den dicht miteinander zu verbindenden Teilen vorgesehen sind und die je einzeln auch eine Vakuumabdichtung bewirken. Der Dichtring wird einer bleibenden Verformung unterworfen und umschliesst die zwei Dichtkanten.
Infolgedessen entsteht zwischen den zwei Kanten und auf den Kanten sowie auf den benachbarten Aussenflächen-der bleibenden Verformung zufolge-eine dünne Dichtungsschicht und die Dichtungswirkung bleibt auch bei durch die thermische Ausdehnung bedingten kleinen gegenseitigen Bewegungen der abzudichtenden Teile erhalten.
Die Abdichtung kann noch verbessert werden, wenn an der Innenseite der ringschneidenartigen Dichtkanten Kegelflächen ausgebildet sind, da hiedurch ein Wegfliessen des Dichtungsmaterials hintangehalten wird.
Bei einer andern Ausführungsform wird auch das konische Flächenpaar für die Vakuumdichtung ausgenutzt, indem der zwischen den Dichtungsflächen befindliche Raumteil evakuierbar ist.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht,
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wobei Fig. l einen Dichtring allein und Fig. 2 denselben in eingebautem Zustand zeigt.
Ein zum Vakuumverschluss dienender Dichtring--l--, der z. B. aus Kupfer, Aluminium, aber auch aus Gold, bestehen kann, hat annähernd einen Kreisquerschnitt ; der Nasenteil--2--wird daran durch plastische Verformung ausgestaltet Der Dichtring--l--wird zwischen die abzudichtenden Flächen in der in Fig. 2 dargestellten Weise eingesetzt.
Der Nasenteil-2-liegt zwischen an der Innenseite ringschneidenartiger Dichtkanten-3, 4- befindlichen Kegelflächen--5, 6--, während die Teile der Kreisringfläche des Dichtringes--l--sich beim Zusammenlegen auf die Dichtungsflächen --9, 10,11 und 12--der zwei Flansche drücken. Auf die zwei Flansche wird der Druck in der mit je einem Pfeil bezeichneten Richtung ausgeübt. In diesem Fall platten die
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Die Dichtung kann verstärkt werden, wenn man durch weitere Druckerhöhung erreicht, dass der Dichtring - l--auch am Oberflächenpaar-11, 12--anliegt.
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Die Güte der erfindungsgemässen Abdichtung verschlechtert sich nicht einmal dann, wenn dieselbe der Ofenhitze wiederholt ausgesetzt wird.
Die wichtigsten mit Hilfe der Erfindung erzielten Vorteile sind folgende :
Günstig ist die Einfachheit der erfindungsgemässen Abdichtung, wobei der Dichtring aus Halbfabrikaten, z. B. aus Draht, Vierkant, herstellbar ist.
Demzufolge ist die erfindungsgemässe Abdichtung preiswert und sogar bei sehr weiten Durchmessern vorteilhaft verwendbar. Dadurch, dass der Dichtring die Dichtkanten --3, 4-- umschliesst, führen die aus Wärmeausdehnung oder aus sonstigen Gründen entstehenden Verschiebungen der Dichtkanten zu keiner Verschlechterung der Vakuumdichtheit.
Bei axialem Auseinanderziehen und bei radialer Ausdehnung wirkt die Dichtung bei den Dichtungsflächen --7, 8--und bei axialer Kompression und bei radialer Kontraktion bei den Kegelflächen--5, 6--sowie bei den Dichtungsflächen--9 und 10--. Daher ist die fertige Dichtung ofenhitzebeständig.
Der bei den Kegelflächen-5, 6-befindliche Dichtungsteil ist sehr dünn und aus diesem Grund ist dessen durch Wärmedehnung entstehende Massänderung ebenfalls gering.
Von Bedeutung ist auch noch die symmetrische Ausführungsmöglichkeit der Teile der Abdichtung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zerlegbare, ofenhitzebeständige Abdichtung, vorzugsweise für den Abschluss ultragrosser Vakuumräume,
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verbindenden Teilen ausgebildete Dichtkanten (3,4) umgreift, dass er sie dabei, bezogen auf seinen Meridianschnitt, mit einem Winkel von mehr als 2700 umgreift und derart eine Vakuumabdichtung bewirkt, und dass der Dichtring gegen die ringschneidenartigen Dichtkanten (3,4) durch ein konisches Flächenpaar (9,10) und durch ein ebenes Oberflächenpaar (11,12) gedrückt ist, die ebenfalls an den dicht miteinander zu verbindenden Teilen vorgesehen sind und die je einzeln auch eine Vakuumabdichtung bewirken.
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The invention relates to a dismountable, oven-heat-resistant seal, preferably for the closure of ultra-large vacuum spaces.
In the case of a pipe connection known from British patent specification No. 185, 224 with a soft seal made of non-metallic material, the seal is prevented from escaping to the outside by overlapping annular edges of the flanges. Within these ring edges, the facing wall parts of the two flanges diverge towards the pipe ends in order to press the sealing material inwards between the pipe ends when the flanges are clamped together. In the assembled pipe joint, the sealing material is essentially enclosed between inclined surfaces. The two pipe ends can be rounded and thickened in cross-section or be truncated cone-shaped bevelled, the acute angle being on the inside of the pipe and the obtuse angle being on the outside of the pipe.
Due to the sealing material used and the type of inclusion of the same between the parts to be sealed, the known pipe connection can neither be exposed to higher temperatures nor withstand high pressures, nor can it produce a vacuum-tight seal.
Pipe connections, the sealing rings of which can be made of metal, are from British patent specification No. 942447
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overlapping diameter ranges are provided, whereby an inserted sealing ring, originally having a rectangular cross section, is deformed by shear when clamping. In the second case, inwardly open annular grooves are arranged on the conically widening ends of the tubes facing each other, which when the tube connection is assembled form an annular space with a dovetail cross-section which receives a sealing ring protruding inwardly from this.
In the known constructions, the sealing material encompasses the end edge of a pipe or flange up to a maximum of 2700 and the cohesion of the parts to be sealed is not ensured in the event of small mutual movements caused by temperature changes.
With regard to the non-dismountable, oven-heat-resistant seals, several solutions are known.
With the knife edge seal, the vacuum seal is secured by a seal with a rectangular cross-section placed between two edges.
With the "coined" seal, the vacuum seal comes about as a result of a flattening of a bulge on the seal.
With the "conflat" seal, two inclined planes press into the sealing ring with a rectangular cross-section, while with the "Wheeler" seal a ring with a circular cross-section is pressed between inclined planes.
The above-mentioned seals have the common flaw that after repeated heating and cooling, the vacuum sealability of the same deteriorates because the dilation differences and the permanent deformation of the seal reduce the compressive force of the seal and the sealing surfaces shift.
Further constructions of seals are described in the relevant literature, for example Guthrie-Wakerring: Vacuum Equipment and Techniques, McGraw-Hill, N.Y. 1949 and in the publications of the various companies producing vacuum technical devices (some under names with registered trademarks).
The invention aims to avoid the disadvantages of the known constructions and to create a dismountable, oven-heat-resistant seal, which is especially useful for connections with a wide diameter of vacuum devices such. B. heat treatment vacuum furnaces, vacuum evaporators, etc. is suitable.
The invention consists essentially in the fact that after assembly, as is known, a sealing ring made of metal, similar to a circular profile or formed from a circular profile, encompasses sealing edges formed like a ring cutting edge on the parts that are to be tightly connected, so that, in relation to its meridional section, it grips them at an angle of more than 2700 and thus effects a vacuum seal, and that the sealing ring is pressed against the ring cutting-like sealing edges by a conical pair of surfaces and by a flat pair of surfaces, which are also provided on the parts to be tightly connected and which each also individually cause a vacuum seal . The sealing ring is subject to permanent deformation and encloses the two sealing edges.
As a result, a thin sealing layer is created between the two edges and on the edges as well as on the adjacent outer surfaces - as a result of the permanent deformation - and the sealing effect is maintained even in the event of small mutual movements of the parts to be sealed due to thermal expansion.
The sealing can be further improved if conical surfaces are formed on the inside of the ring-cutting edge-like sealing edges, since this prevents the sealing material from flowing away.
In another embodiment, the pair of conical surfaces is also used for the vacuum seal in that the space part located between the sealing surfaces can be evacuated.
The invention is illustrated schematically in the drawings using an exemplary embodiment,
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FIG. 1 showing a sealing ring alone and FIG. 2 showing the same in the installed state.
A sealing ring - l - serving for the vacuum seal, which z. B. made of copper, aluminum, but also of gold, has an approximately circular cross-section; the nose part - 2 - is formed thereon by plastic deformation. The sealing ring - 1 - is inserted between the surfaces to be sealed in the manner shown in FIG.
The nose part-2-lies between conical surfaces-5, 6-located on the inside of ring-cutting-like sealing edges-3, 4-, while the parts of the circular ring surface of the sealing ring-1-are folded onto the sealing surfaces -9, 10 , 11 and 12 - press the two flanges. The pressure is applied to the two flanges in the direction indicated by an arrow. In this case, the
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The seal can be strengthened if, by further increasing the pressure, the sealing ring - l - also rests on the pair of surfaces - 11, 12.
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The quality of the seal according to the invention does not deteriorate even if it is repeatedly exposed to the oven heat.
The main advantages achieved with the aid of the invention are as follows:
The simplicity of the seal according to the invention is favorable, the sealing ring being made from semi-finished products, e.g. B. from wire, square, can be produced.
Accordingly, the seal according to the invention is inexpensive and can be used advantageously even with very wide diameters. Because the sealing ring encloses the sealing edges --3, 4--, the displacements of the sealing edges resulting from thermal expansion or other reasons do not lead to a deterioration in the vacuum tightness.
In the case of axial expansion and radial expansion, the seal acts on the sealing surfaces --7, 8 - and with axial compression and radial contraction on the conical surfaces - 5, 6 - and on the sealing surfaces - 9 and 10--. The finished seal is therefore oven-resistant.
The sealing part located at the conical surfaces 5, 6 is very thin and, for this reason, its dimensional change resulting from thermal expansion is also small.
The possibility of symmetrical design of the parts of the seal is also important.
PATENT CLAIMS:
1. Dismountable, oven heat-resistant seal, preferably for closing ultra-large vacuum spaces,
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connecting parts engages around sealing edges (3, 4) that it encompasses, based on its meridional section, at an angle of more than 2700 and thus effects a vacuum seal, and that the sealing ring against the ring-cutting edge-like sealing edges (3, 4) through a conical pair of surfaces (9,10) and pressed by a flat pair of surfaces (11,12), which are also provided on the parts to be tightly connected to one another and which each also individually effect a vacuum seal.
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