DE1035991B - Verfahren zum gegenseitigen Anpassen von aufeinanderliegenden Dichtungs-flaechen, insbesondere Flanschenpaaren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei der Herstellung von metallischen Dichtungselementen ist man bisher stets vorr der Auffassung ausgegangen, daß eine zuverläsisge Dichtung gegen Flüssigkeiten und vor allem gegen Gase nur dann gewährleistet ist, wenn die Dichtungsflächen eine hohe Oberflächengüte, d. h. eine möglichst geringe Rauhigkeit und eine sorgfältige Orientierung zueinander aufweisen. Die Feinstbearbeitung dieser Flächen setzt in vielen Fällen das Vorhandensein von Präzisionsmaschinen von unter Umständen großen Abmessungen voraus. Besonders schwierig ist es, die vielfältigen Anforderungen an die Oberflächengüte und Fe ins tbearbeitung bei Flanschen großer Abmessungen für Vakuumbehälter zu erfüllen.

Dabei ist man, um die Dichtungsflächen gegenseitig anzupassen, so verfahren, daß man die beiden Flanschringe mit einer Blechmanschette versehen und dann auf Bohrwerken oder Drehbänken mechanisch bearbeitet hat. Die vorsorglich angebrachte Blechmanschette gestattet erst die Befestigung des Flanschstückes am Behälter mittels Schweißung. Trotzdem entstanden dabei, besonders bei großen Abmessungen, häufig Schweißspannungen, durch die die Paßebene der Flansche trotz sorgfältiger Bearbeitung gestört wurde.

Man ist aber auch so vorgegangen, daß man Flansch und Kessel bereits, unbearbeitet miteinander verbunden hat und die Bearbeitung der Dichtungsfläche in einem nachträglichen Prozeß mit Hilfe spanabhebender Werkzeugmaschinen durchgeführt hat. Diese Werkzeugmaschinen stehen örtlich häufig nicht zur Verfügung, und man war gezwungen, etwa sich später auswirkende Schweißspannungen, die zu einer Deformation der Flansche geführt hatten, durch Zurücknahme des ganzen Bauwerks in die Herstellungswerkstätte zu korrigieren.

Es wurde nun ein neuer Weg gefunden, um zu Dichtungsflächen zu gelangen, die auch im Hochvakuum eine hervorragende Abdichtung gewährleisten. Das neue Verfahren zum gegenseitigen Anpassen von aufeinanderliegenden Dichtungsflächen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsflächen ohne Vornahme einer spanabhebenden Endbearbeitung einander gegenüberstehend angeordnet und dem an sich bekannten Elektroerosionsverfahren unterworfen werden, wobei die Dichtungsflächen einander entsprechende Erhöhungen und Vertiefungen erhalten. Das Verfahren ist vor allem geeignet für Flanschverbindungen für Hochvakuumzwecke, und zwar vorzugsweise für solche größerer Abmessungen an geschweißten Behältern. Die Dichtungsflächen können der Bearbeitung gemäß der Erfindung im Rohzustand unterworfen werden.

Der Erfindungsgedanke beruht also auf der über-Verfahren zum gegenseitigen Anpassen von aufeinanderliegenden Dichtungsflächen, insbesondere Flanschenpaaren

Anmelder: Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Friedrich Krall, Hanau/M., ist als Erfinder genannt worden

raschenden Feststellung, daß es zur Sicherstellung einer zuverlässigen Abdichtung gar nicht erforderlich ist, die Ausbildung jeder Dichtungsfläche möglichst weitgehend der theoretischen Ebene anzugleichen, sondern daß vielmehr darauf ankommt, die Profilierung der Flächen und Flächenelemente in negativer und positiver Form aufeinander abzustimmen, so daß etwa die Erscheinungsform einer Patrize und Matrize entsteht. Die die Profilierung der Oberflächen bildenden Erhöhungen und Vertiefungen können in ihren Abmessungen die üblichen Toleranzen weit überschreiten und können, bezogen auf die mittlere Ebene, Abmessungen von weit über 0,25 oder sogar über 0,5 mm aufweisen und sogar in die Größenordnung von Zentimetern gehen. Die Oberflächen der erfindungsgemäßen Dichtungen können außerdem das Aussehen eines welligen Bandes zeigen, d. h. nach jeder Richtung unbestimmt sphärisch verlaufen. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die dichtenden Flächen wie bisher absolut senkrecht zur Mittelachse des Flansches bzw. der Dichtung verlaufen.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie bereits erwähnt, die an sich bekannte Elektroerosionsmethode herangezogen. Das Elektroerosionsverfahren dient der Herstellung von profilierten Bohrungen in Metallen und beruht darauf, daß zwischen dem Werkstück und einer Elektrode in schneller Folge Stoßentladungen erzeugt werden, durch die lokal Material verdampft, das in an sich bekannter Weise durch ein Spülmittel entfernt wird. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden dagegen die Stoßentladungen zwischen den beiden einr ander gegenübergestellten Dichtungsflächen auf der gesamten Fläche der Dichtungselemente ausgelöst.

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Das Entfernen des abgetragenen Materials kann sowohl durch ein flüssiges wie auch ein gasförmiges Spülmittel vorgenommen werden. Die Dichtungselemente werden dabei, wie oben erwähnt, zweckmäßig im Rohzustand dem Verfahren gemäß der Erfindung unterworfen, jedoch kann man auch bei Rohteilen, die starke Unebenheiten zeigen, aus Gründen der Zeitersparnis eine beschränkte Vorbearbeitung ausführen, bei der keinerlei Ansprüche an Genauigkeit gestellt zu werden brauchen.

Der Fortfall der spanabhebenden Endbearbeitung zur Herstellung der genauen Anpassung der Flansche aneinander bietet l>esondere Vorteile bei der Erzeugung großer Vakuumflasche, etwa solcher von mehr als 500 mm Flanschdurchmesser. Solche Flansche können bereits am Vakuumkessel angeschweißt nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden, ohne daß man auf das Vorhandensein umfangreicher Maschinen zur spanabhebenden Präzisionsarbeit angewiesen ist.

Die Zeichnung soll den Erfindtingsgedanken noch deutlicher zum Ausdruck bringen.

Durch Fig. la und Ib sind die Profilansichten des kreisförmigen Flanschenpaares A und B dargestellt. Die allgemeine Kurvenform versinnbildlicht den unbearbeiteten Zustand des Flansches. Wenn man die beiden Flanschhälften in diesem Zustand einander bis zur Berührung nähert, dann wird nur eine Dreipunktauflage erzielt, und die zwischen den drei Berührungspunkten liegenden Zonen werden Spalte bilden. Ein Dichtschluß eines solchen Flanschenpaares könnte nicht erreicht werden. Im Sinne des neuen Verfahrens werden die beiden Flanschhälften A und B dem Elektroerosionsverfahren in der Weise unterworfen, daß die einander zuerst berührenden Punkte abgetragen werden. Dieser Abtragungsvorgang wird so lange fortgesetzt, bis eine sphärisch flächenartige Angleichung der beiden Flanschhälften eintritt. Es entsteht auf diese Weise eine Trennungslinie, die in Fig. 2 mit .9 bezeichnet ist. Die unter der Linie S durch Schraffur gekennzeichnete Fläche F_a gehörte ursprünglich dem Flansch A an und ist bei der Anwendung des Elektroerosionsverfahrens weggearbeitet worden. Das gleiche gilt für die oberhalb der Linie -S" schraffiert gezeichnete Fläche F_b, die vorher dem Flansch B angehörte. Wenn ein so bearbeitetes Flanschenpaar einander genähert und verbunden wird, ist ein Dichtschluß ohne Schwierigkeit zu erzielen. Dabei ist es gleichgültig, welchen Verlauf die durch die Line S gekennzeichnete Dichtfläche nimmt.

Die Abweichungen der Berührungsflächen von der in der Fig. 2 mit E bezeichneten theoretischen Ebene sind durch das Maß X gekennzeichnet. Diese Abweichungen betragen erfahrungsgemäß, bei der Herstellung von Flanschringen aus Grobblechen geschnitten, etwa 0,5 mm. Sie können jedoch durch die angeschweißten Blechteile, in Fig. la und Ib mit K bezeichnet, infolge Schweißverzuges auch bedeutend größer ausfallen. Solche übertriebenen Abweichungen stellen nun kein Hindernis zur Herbeiführung des Dichtschlusses des Flanschenpaares mehr dar. Zur Abkürzung des Bearbeitungsprozesses ist man aber bestrebt, sie in den genannten Grenzen zu halten.

Claims (2)

PatentAnspruchK:

1. Verfahren zum gegenseitigen Anpassen von aufeinanderliegenden Dichtungsflächen, insbesondere Flanschenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsfiächen ohne Vornahme einer spanabhebenden Endbearbeitung, vorzugsweise im Rohzustand, einander gegenüberstehend angeordnet und dem an sich bekannten Elektroerosionsverfahren unterworfen werden, wobei die Dichtungsflächen einander entsprechende Erhöhungen und Vertiefungen erhalten..

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch elektrische Stoßentladungen zwischen den Dichtungsflächen abgetragene Material durch Spülung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium laufend entfernt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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