DE19724323A1 - Flanschverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flanschverbindung mit zwei miteinander zu verbindenden Flanschen und einem zwischen den Flanschen angeordneten Ring.

Es ist bekannt, Apparaturen (Behälter, Kammern, Rezi­ pienten oder dergleichen) und Maschinen (Kompressoren, Pumpen, insbesondere Vakuumpumpen, usw.) über Flansche miteinander zu verbinden. Die Flansche sind in der Regel Bestandteil von Anschlußstutzen, mit denen die Appara­ turen und Maschinen ausgerüstet sind. Je nach Art der Flanschverbindung befinden sich zwischen den Flanschen Dicht- und/oder Zentrierringe. Über die Flanschränder durchsetzende Schrauben oder die Flanschränder umfas­ sende Klammern erfolgt die gegenseitige Befestigung der Flansche.

Aus der DE-A-35 08 483 ist ein Gehäuse für eine Turbo­ molekularvakuumpumpe bekannt. Um zu verhindern, daß Wärme von einem angeschlossenen Rezipienten das Gehäuse der Turbomolekularvakuumpumpe allzu stark erwärmt, wird vorgeschlagen, den Gehäusemantel der Turbomolekularvaku­ umpumpe zumindest im sich an den Anschlußflansch anschließenden Bereich so auszubilden, daß die Wärme­ leitfähigkeit in diesem Bereich gering ist. Diese Lösung setzt eine aufwendige Fertigung des Pumpengehäuses vor­ aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß mit ihr die gegenseitige Tempera­ tureinwirkung von Maschine und Apparatur beeinflußt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zwischen den Flanschen angeordnete Ring temperierbar ist. Diese Lösung ermöglicht es, zwei benachbarte Syste­ me auf engstem Raum thermisch zu entkoppeln. Dabei kann zusätzlich noch einem oder beiden Systemen Wärme ab- oder auch zugeführt werden.

Eine Kühlung des Ringes hat beispielsweise nicht nur die gewünschte kühlende Wirkung, sondern auch eine wärmeiso­ lierende Funktion. Ein Wärmeübergang von der Apparatur zur Maschine oder umgekehrt kann durch die Kühlung des Ringes verhindert werden.

Soll Wärme sowohl von der Apparatur als auch von der Ma­ schine abgeführt werden, dann ist es zweckmäßig, den Ring aus einem gut leitenden Werkstoff herzustellen. Soll jedoch die Wärme entweder nur von der Maschine oder nur von der Apparatur abgeführt werden, dann ist der Ring zweckmäßig zum Teil aus einem wärmeleitenden und zum Teil aus einem wärmeisolierenden Werkstoff aufge­ baut, wobei die Werkstoffe derart einander zugeordnet sind, daß einer ausschließlich dem ersten und der an­ dere ausschließlich dem zweiten der beiden Flansche an­ liegt. Dadurch ist die Flanschverbindung zu einer Anschlußseite hin wärmeisolierend und zur anderen Anschlußseite hin wärmeleitend.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert werden.

In allen Figuren sind die Flanschverbindung mit 1, die miteinander zu verbindenden Flansche mit 2 und 3, die zugehörigen Anschlußstutzen mit 4 und 5 und der zwi­ schen den Flanschen 2, 3 befindliche Ring mit 6 bezeich­ net. Klammerschrauben 7, welche die äußeren Ränder der Flansche 2, 3 umfassen, dienen zur Herstellung und Auf­ rechterhaltung der gewünschten Verbindung.

Um den Ring 6 temperieren zu können, ist er mit einem Kanal 8 ausgerüstet. Dieser Kanal ist zweckmäßig als um­ laufender Ringkanal 8 ausgebildet und mit zwei Anschlüs­ sen ausgerüstet. In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils nur ein Schlauchanschlußstutzen 9 dargestellt, welcher ei­ nen zweiten Anschluß verdeckt.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Ring 6 u. a. Zentrierfunktion. Dazu ist er in bekannter Weise auf seiner Innenseite mit Zentrierrändern 11, 12 ausge­ rüstet. Außerdem weist er den Stirnseiten der Flansche 2, 3 zugewandte Nuten 13, 14 für Elastomerdichtringe 15, 16 auf (siehe insbesondere Fig. 3).

Fig. 1 zeigt eine Lösung, bei der der Ring 6 aus gut wärmeleitendem Werkstoff (Aluminium, Messing, Kupfer oder dergleichen) besteht. Diese Lösung ist sinnvoll, wenn von beiden Flanschen 2, 3 Wärme abgeführt werden soll, und zwar mit Hilfe eines den Kanal 8 durchströmen­ den Kühlmittels (z. B. kaltes Wasser).

Bei den Lösungen nach den Fig. 2 und 3 besteht der Ring 6 aus zwei verschiedenen Werkstoffen. Einer der Werkstoffe ist ein guter, der andere ein schlechter Wär­ meleiter (z. B. Edelstahl). Die Werkstoffe sind derart angeordnet, daß sie jeweils nur mit einem der beiden Flansche Kontakt haben. Zusätzlich muß sichergestellt sein, daß der gut wärmeleitende Werkstoff zumindest ei­ nen Teil der Wandung des Kanals 8 bildet. Mit einer Lö­ sung der beschriebenen Art kann einem der beiden Flan­ sche (demjenigen, der mit dem gut wärmeleitenden Werk­ stoff Kontakt hat) Wärme ab- oder zugeführt werden, wäh­ rend der andere Flansch wärmeisoliert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht jeweils eine Hälfte des Ringes 6 aus unterschiedlichen Werkstof­ fen, wobei die Trennlinie der Werkstoffe mit der Symme­ trielinie des Ringquerschnittes identisch ist. Beim Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 3 wird der Ring 6 von zwei Teilringen 6' und 6'' gebildet. Teilring 6' bildet die Zentrierränder 11, 12, die Nuten 13, 14 und zwei anein­ ander angrenzende Wandungen des im Querschnitt vierecki­ gen Kanals 8, und zwar die innere und eine stirnseitige Wandung. Im übrigen hat der Teilring 6' aber nur mit ei­ nem der Flansche (Flansch 2) Wärmekontakt. Teilring 6'' bildet die beiden weiteren Wandungen des Kanals 8 (die äußere und eine stirnseitig gelegene Wandung) und be­ rührt nur den anderen Flansch (Flansch 3).

Fig. 3 zeigt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Flanschverbindung bei einer Turbomolekularvakuumpumpe 17, deren Eintrittsöffnung vom Flansch 3 gebildet wird. Flansch 2 und Anschlußstutzen 4 sind Bestandteile einer angeschlossenen Vakuumkammer. Die Lösung kann so gewählt werden, daß von der Pumpe 17 erzeugte Wärme über den Teilring 6'' und im Kanal 8 strömendes Kühlmittel abge­ führt wird, die angeschlossene Apparatur nicht belasten kann. In diesem Fall müssen der Teilring 6'' aus gut wär­ meleitendem, der Teilring 6' aus schlecht wärmeleitendem Material bestehen. Soll umgekehrt die Pumpe 17 vor Wärme aus der angeschlossenen Vakuumkammer geschützt werden, müssen die erwähnten Werkstoffeigenschaften vertauscht sein.

Da der Ring 6 mit seinem Kanal 8 ohne weiteres an alle gängigen Normalabmessungen adaptierbar ist, bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Flansch-Kühlung bzw. Hei­ zung universell einzusetzen. Insbesondere ist sie für den Einsatz in der Vakuumtechnik geeignet, da auf diesem Gebiet die Wärmeleitung durch evakuierte Räume erschwert ist.

Claims (11)

1. Flanschverbindung (1) mit zwei miteinander zu ver­ bindenden Flanschen (2, 3) und einem zwischen den Flanschen angeordneten Ring (6), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (6) temperierbar ist.

2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (6) Zentrier- und/oder Dichtfunktion hat.

3. Flanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) mit einem Kanal (8) für den Durchtritt eines Temperierfluids ausge­ rüstet ist.

4. Flanschverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal (8) mit zwei Anschlüssen (9) ausgerüstet ist.

5. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff (Aluminium, Messing, Kupfer oder dergleichen) besteht.

6. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) zum Teil aus einem gut wärmeleitenden und zum Teil aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff (Edelstahl oder dergleichen) besteht, wobei die Werkstoffe derart einander zugeordnet sind, daß einer ausschließlich dem ersten und der andere ausschließlich dem zwei­ ten der beiden Flansche (2, 3) anliegt.

7. Flanschverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils die Hälfte des Ringes (6) aus den unterschiedlichen Werkstoffen besteht, wo­ bei die Trennlinie der Werkstoffe mit der Symme­ trielinie des Ringquerschnittes identisch ist.

8. Flanschverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (6) aus zwei Teilringen (6' und 6'') gebildet wird.

9. Flanschverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Teilring (6') Zentrierränder (11, 12), Nuten (13, 14) und zwei aneinander an­ grenzende Wandungen des im Querschnitt viereckigen Kanals (8) bilden und zwar die innere und eine stirnseitige Wandung, und daß der Teilring (6'') die beiden weiteren Wandungen des Kanals (8) (die äußere und eine stirnseitig gelegene Wandung) bil­ det.

10. Flanschverbindung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich zwi­ schen einer Vakuumpumpe (17) und einer an die Vaku­ umpumpe angeschlossenen Kammer befindet.

11. Flanschverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vakuumpumpe eine Turbomolekular­ pumpe (17) ist, deren Eintrittsöffnung (18) von ei­ nem der Flansche (2, 3) der Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet wird.