DE2110846A1 - Zerlegbare vakuumdichte Verbindung - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O, MAUERKIRCHERSTR. 45

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 80, MauerkircherstraSe 45 ·

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Unser Zeichen 20 760 ^Datum . 8. Μ3ΓΖ \%T\ Anwaltsakte 20 760

Polska Akademia Nauk Warszawa / POLEN

Zerlegbare vakuumdichte Verbindung

Gegenstand der Erfindung ist eine zerlegbare vakuumdichte Verbindung, die mehrmalig verwendbar ist.

Bekannte zerlegbare Verbindungen fUr Zylinderteile und Rohre besitzen als Grundelemente zwei Plansche, mittels

VI/sl

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welcher ein Dichtungsring zusammengedrückt wird. Dieses Zusammendrucken wird meist mittels Flanschschrauben bewerkstelligt, durch welche die erforderlichen Aiialdruckkräfte erzeugt werden. Der Dichtungsring wird aus einem elastischem Werkstoff oder aus einem weichen Metall gefertigt. Der Ring wird in eine entsprechende Nut eingesetzt, wodurch sowohl die Dichtheit als auch die Handlichkeit hei der Herstellung der Vakuumverbindung gesichert ist.

Bekannt sind auch Verbindungen, in welchen die Leitungsendungen entsprechend ausgebildet sind: das eine Ende in form eines Flansches mit einer Kugelstirn, das andere in Form eines Innenkegelsitzes. Die Stoßflächen sind hier mit einer dünnen Indiumschicht bedeckt. Die Bildung einer vakuumdichten Verbindung wird hier durch ein Ineinanderdrehen von an beiden Leitungen lose aufgesetzten Gewindehülsen erzielt.

Die oben angeführten bekannten Lösungen sind jedoch mit Hängein behaftet, von denen der namhafteste die Arbeitsaufwendigkeit der Montage der beiden Verbindungsleitungen, besonders beschwerlich bei einer Flanschverbindung, ist. In dieser Verbindung müssen die zahlreichen Druckflanschschrauben stufenlos und in einer bestimmten Reihenfolge so angezogen werden, daß eine gleichmäßige

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Verlegung des Dichtungringes und ein gleichmäßiger Aripreßdruek der Plansche erlangt wird. Daüber hinaus werden während des Zurehens oder Ausdrehens der Schrauben nachteilige Belastungen und mechanische Spannungen der anderen Elemente der Vakuumanlage hervorgerufen.

Bekannt ist außerdem eine Verbindungsart der leitungsenden, in welcher die Erscheinung der Ausdehnung von Metallen "bei einer geeigneten Temperatur ausgnützt wird. Eine Vakuumverb indung, die sich auf dieser Erscheinung stützt, ist aus Leitungen mit untereinander stark differierenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt. Der Bereich der Verbindung ist überdies mit einem eng anliegenden Ring umgeben, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen denen der Leitungen liegt. Bei einer und infolge einer ständig durchfließenden Flüssigkeit mit einer Temperatur von einigen hondert Grad, erfolgt eine selbsttätige Abdichtung der Verbindung doch, bleibt die Dichtheit derselben nur für einen bestimmten Temperaturbereich der Flüssigkeit erhalttn. Diese Lösung eignet sich aus diesem Grunde nicht zur Verwendung in der Vakuumtechnik.

Zweck der Erfindung ü eine vakuumdichte Verbindung, die sich durch einfache Bauart, leichte und wenig zeitraubende Bedienungsweise, große Dichtheit, sowie

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durch eine mehrmalige Verwendungsmöglichkeit derselben Elemente der Verbindung auszeichnet.

Der genannte Zweck wurde gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß als vakuumdichte Verbindung ein schneidenförmiger oder schneidenähnlicher Ringvorsprung verwendet wird, welcher nach dem Temperaturausgleich sämtlicher Elemente der Verbindung an die Wand des an den Vorsprung direkt angrenzenden Elementes fest angepreßt wird.

Der technische Vorteil, den die Erfindung bietet, ist die Fertigungsmöglichkeit von schnell zerlegbaren, dichten, mehrmals verwendbaren Verbindungen, einfacher Bauart, welche keine zusätzlichen besonderen Dichtungselemente erforderlich machen.

Der Erfindungsgegenstand ist an Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung veranschaulicht.

Pig. 1 zeigt ein Fragment des für die Erfindung wesentlichen an die Wand des angrenzenden Elements angepreßten Ringvorsprungs im Schnitt. Die übrigen Figuren zeigen verschiedene Arten von beispielsweise aufgeführten Verbindungen bei Einhaltung der Erfindungsidee im Längsschnitt, worin?Fig. 2, 3, 4 und 5 die Leitungsverbindungen

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Pig. 6 den leitungsabschluß, Mg. 7 dagegen ein anderes Beispiel des IeitungsverSchlusses, der gleichzeitig ein Absperrventil darstellen kann, veranschaulichen.

In dem auf Mg. 2 dargestellten Beispiel von Leitungsverb indungen, bei Verwendung der erfindungsgemäßen.Vakuumverbindung, sind die Ringvorsprünge 1 dicht an den Enden der beiden leitungen 2 und 3 auf deren Außenwänden ausgeführt. Die Ringvorsprünge 1 sind hier unmittelbar aus Teilen der leitungen 2 und 3 gefertigt und bilden mit diesen zusammen ein einheitliches Ganzes. Die TorSprünge können die Form einer Schneide oder eine einer Schneide ähnliche besitzen. Die Rolle des an die Vorsprünge direkt angrenzenden Elementes spielt die Hülse 4, die in diesem Ausführungsbeispiel die RingvorSprünge 1 umgibt. Die Hülse 4 ist aus einem· Werkstoff gefertigt, welcher den Ringvorsprüngen 1 an Härte nachsteht, zum Beispiel kann die Hülse 4 aus Kupfer sein, während die Ringvorsprünge 1 aus rostfreiem Stahl gefeitigt sind. Wesentlich ist dabei, daß die Hülse 4 bei Raumtemperatur einen etwas kleineren Durchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der Ringvorsprünge 1.

Wie schon erwähnt, wird in der Erfindung die Erscheinung der Temperaturausdehnung der Metalle zunutze gemacht. Im vorerwähnten Beispiel wird zwecks Erlangung einer

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Verbindung eine Tempereturdifferenz zwischen den RlngvorSprüngen 1 und der Hülse 4 erzeugt, z.B. durch Anwärmen der Hülse 4 allein, wodurch deren Durchmesser vergrößert wird und sich die Hülse 4 auf die Ringvorsprünge 1 ohne weiteres aufsetzen läßt. Nach Abkühlung der Hülse 4 erfolgt unter der Wirkung von thermischen Radialdruckkräften das Einpressen der Ringvorsprünge

m 1 in die Hülse 4 auf eine bestimmte Tiefe d /Pig. 1/ und das Entstehen einer vakuumdichten Verbindung auf diese Weise. Das Lösen der so erhaltenen Verbindungen ist durch abermaliges Hervorrufen einer Temperaturdifferenz und freies Auseinanderschieben der Leitungen 2 und 3 ohne weiteres möglich. Da nach jedem Lösen der Verbindung an der Innenwand der Hülse 4 eine ringförmige Rille zurückbleibt, wird die nächstfolgende Verbindung nach Verschiebung der Hülse 4 längst der Achse um einen kleinen Abstand in Bezug auf die vor-

^ herige Lage vorgenommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Verbindung gemäß 3Fig. 3 sind die Ringvorspränge 1 an den Innenwänden der Leitungen 2 und 3 ebenfalls nahe an den Leitungsenden angebracht. Die an den Ringvorsprüngen 1 direkt anliegende Wand ist in diesem Beispiel gleichfalls eine Hülsenwand /4/, die jedoch hier innerhalb der Leitungen 2 und 3 angeordnet ist. Der Außendurohmesser der Hülse 4 ist bei R_aumtempera-

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tür etwas größer als der Scheiteldurchmesser der ringförmigen Vorsprünge 1. Die Verbindung der leitungen 2 und 3 wird durch Temperaturdifferenz, sei es durch Erwärmung der Leitungen 2 und 3, sei es durch Abkühlung der Hülse 4 erzielt. Diese Eingriffe werden so lange fortgeführt, bis sich die Ausmaße der Leitungen 2 und 3 sowie der Hülse 4 derart einstellen, daß die Hülse in die Ringöffnung eingeführt werden kann. Nach Temperaturausgleich sämtlicher Elemente erfolgt selbsttätig das Einpressen der RingvorSprünge 1 in die Hülse

4 auf eine bestimmte Tiefe d (Fig. 1) und dadurch eine vakuumdichte Verbindung.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausfültrungsbeispiel zeigt eine Verbindung ähnlich äer nach Fig₄ 2 mit einer auf die Hülse 4 aufgelegten Schelle 5 » welche eine eventuelle Verformung der Hülse 4 verhindern soll. Die Schelle

5 kann aus demselben Werkstoff wie die Hülse gefertigt sein; sie kann auch aus einem anderen doch dem der Hülse 4 ähnlichen Werkstoff mit ungefähr dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient ausgeführt sein.

Gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Verbindung, sind die Ringvorsprünge 1 auf der Hülse 4 ausgeführt. Die an den RingvorSprüngen 1 direkt anliegenden Wände sind die Innenwände der Leitungen 2 und 3·

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Die Bildung einer vakuumdichten Verbindung wird wie in den hervorgehenden Beispielen erzielt.

Noch eine andere Ausführung der Erfindung ist in Fig. 6 und Pig. 7 gezeigt, wo ein vakuumdichter Verschluß von Leitungen dargestellt ist. In Pig. 6 eriJLgt der Verschluß mittles des Deckels 6, in dessen Seitenwände . der auf der leitung 2 ausgeführte Ringvorsprung 1 eingepreßt ist. In Fig. 7 ist dagegen der Verschluß der Leitung 2 mittels der Scheibe 7 erzielt, welche am Umfang mit dem Ringvorsprung 1 versehen ist.

Mit den aufgeführten Beispielen sind die Möglichkeiten der Verwendung der Erfindung zum Bau von vakuumdichten Verbindungen nicht erechöpft» Offenbar ist erfindungsgemäß die Ausführung einer Vakuumverbindung möglich, in welcher sich die Ringvorsprünge innerhalb oder außerhalb der Hülse befinden und an die Innen- oder Außenwände der Leitungen angepreßt werden. Auch ist erfindungsgemäß die Ausführung einer Vakuumverbindung möglich, in welcher eine der Leitungen mit einem Ringvorsprung versehen ist, welcher Vorsprung in die Wand der anderen Leitung direkt eingepreßt wird.

Die Werkstoffe für Elemente, an welchen die Ringvorsprünge ausgeführt werden, sowie Werkstoffe für Elemente, in

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welche die Torsprünge eingepreßt werden, können gleiche oder verschiedene WärmeausäehnungskoeiHzienten besitzen. Falls die Werkstoffe gleiche oder annähernd gleiche Ausdehnungskoeffizient e: haben, dann wird die zur Erzielung einer Vakuumverbindung erforderliche Ausmaßdifferenz durch Einstellung einer Temperaturdifferenz durch örtliche Erwärmung oder Abkühlung eines der Verbindungselemente erlangt. Palis Werkstoffe von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten verwendet werden, wird die zur Zusammenkopplung der Verbindung erforderliche Ausmaßdifferenz durch Erwärmung oder Abkühlung eines oder beider Verbindungselemente erzielt. In diesem Palle ist für die Änderung der Elementenausmaße die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten ausschlaggebend.

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Claims (1)

1. - ίο -

   Patentanspruch:

   Lösbare vakuumdichte Verbindung, in welcher die Wärmeausdehnung von Metallen ausgenützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindung durch einen sehneidenförmigen oder schneidenähnlichen Ringvorsprung, der nach dem Temperaturausgleich sämtlicher Verbindungselemente in die Wand des am genannten Vorsprung direkt anliegenden Elementes selbsttätig eingepreßt wird.

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