DE2545200A1

DE2545200A1 - Hydraulic crimping tool making gas-tight seal - in copper capillary tube used to evacuate containers

Info

Publication number: DE2545200A1
Application number: DE19752545200
Authority: DE
Inventors: Manfred Meyer
Original assignee: ECKART AG
Current assignee: ECKART AG
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1975-10-09
Publication date: 1977-05-12

Abstract

Metal pipes are closed so a gas-tight seal is obtd., esp. capillary tubes used to provide a high vacuum in a container. The pipe wall is squeezed so the metal flows to make a crimped joint. The pipe wall is pref. squeezed between two convex jaws with radii of curvature 1.5 mm using a load of 900 t. In the appts., the working surfaces of the jaws are made of hardened material or ceramic, and the jaws move together along a guide surface. One jaw is pref. stationary, whereas the other jaw is driven by a hydraulic cylinder, both jaws being mounted on a U-shaped block placed round the metal pipe when a seal is to be made. Method may be used e.g. for closing a Cu capillary tube used to apply a high vacuum to vessel contg. a burnable material, such as oil. The pipe is crimped, cold-welded, and simultaneously cut; the appts. replaces the need for welding the Cu pipe in an inert gas to make a seal.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum gasdichten Verschließen me-Method and device for gas-tight sealing

tallischer Leitungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gasdichten Verschließen metallischer Leitungen, insbesondere Kapillarrohre zum Evakuieren von Hochvakuumbehältern. metallic lines The invention relates to a method for gas-tight sealing of metallic lines, especially capillary tubes for Evacuation of high vacuum containers.

Nach dem Evakuieren des Hochvakuumbehälters muß das zu diesem Zweck verwendete Kapillarrohr, die sogenannte Nabelschnur, von der Vakuumpumpe getrennt und gasdicht verschlossen werden.After evacuating the high vacuum container, this must be done for this purpose used capillary tube, the so-called umbilical cord, separated from the vacuum pump and be sealed gas-tight.

Es ist bekannt, das Kapillarrohr durch Einsatz von Wärme zu trennen und anschließend das Ende desselben zu verschweißen (Trennschweißen und anschließendes Schmelzschweißen). Hierbei kann es zu örtlichen berhitzungen kommen, die zu Schwachstellen im Kapillarrohr führen können. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht in der Gefahr, daß das Kapillarrohr an der abzudichtenden Stelle verzundern kann. Die hierbei entstehende poröse Ausbildung der Schweißstelle führt zu unerwünschten Undichtigkeiten. Um das Verzundern zu verhindern, muß Schutzgas eingesetzt werden, was einen vergleichsweise hohen Aufwand bedeutet. Das bekannte Verfahren, die Kapillarrohre durch Scbmelzschweißen abzudichten, erfordert ferner eine große manuelle Geschicklichkeit der den Schweißvorgang durchführenden Bedienungsperson. Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten unter Einsatz großer Wärmemengen durchgeführten Abdichtverfahrens äußert sich bei Abdichtung von Behältern, die mit einem brennbaren Medium, z.B. Ol, gefüllt sind. Hierbei kann es zu Entzündungen des Mediums und anschließenden Bränden kommen.It is known to use heat to separate the capillary tube and then to weld the end of the same (cut-off welding and subsequent Fusion welding). This can lead to local overheating, which can lead to weak points can lead in the capillary tube. There is a further disadvantage of the known method there is a risk that the capillary tube can scale at the point to be sealed. The resulting porous formation of the weld leads to undesirable effects Leaks. In order to prevent scaling, protective gas must be used, which means a comparatively high effort. The well-known method, the capillary tubes Sealing by fusion welding also requires a size manual skill of the operator performing the welding process. Another major disadvantage of the known when using large amounts of heat The sealing process carried out is expressed in the sealing of containers with are filled with a flammable medium, e.g. oil. This can lead to inflammation of the medium and subsequent fires.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Abdichtverfahrens zu vermeiden, d.h. das Verfahren zum gasdichten Verschließen der betreffenden Leitungen zu vereinfachen und dabei gleichzeitig eine absolute Dichtheit der abgedichteten Stelle zu gewährleisten. Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird das Problem im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Leitungswände an der abzudichtenden Stelle unter einem derartigen Druck zusammengedaickt werden, daß das Leitungsmaterial zum Fließen kommt.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the known Avoid sealing process, i.e. the process of gas-tight sealing of the To simplify the relevant lines and at the same time an absolute tightness to ensure the sealed point. According to the basic idea of the invention the problem is essentially solved in that the line walls on the to be sealed Place under such pressure that the duct material comes to flow.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das metallische Kapillarrohr nach der Evakuierung des Behälters von der Vakuumpumpe getrennt und gleichzeitig kalt verschweißt. Da hierbei keine Wärme verwendet wird bzw. entsteht, kann es nicht zu örtlichen Uberhitzungen, Verzunderungen und den damit verbundenen Schwachstellen kommen. Eine Verwendung von Schutzgas bzw. eines zusätzlichen Schweißmaterials ist nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert auch keine besondere manuelle Geschicklichkeit der Bedienungsperson. Die Gefahr von Entzündungen des Behälterinhalts ist durch das erfindungsgemäße Verfahren völlig ausgeschaltet. Es kann keine Ausgasung (Blasenbildung) an der Abdichtstelle auftreten.The method according to the invention makes the metallic capillary tube separated from the vacuum pump after evacuation of the container and at the same time cold welded. Since no heat is used or generated here, it cannot local overheating, scaling and the associated weak points come. A use of shielding gas or an additional welding material is not mandatory. The method according to the invention does not require any special one manual dexterity of the operator. The risk of inflammation of the The contents of the container are completely eliminated by the method according to the invention. It no outgassing (bubble formation) can occur at the sealing point.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Leitungswände zwischen zwei konvex gekrümmten Backen mit einem Krümmungsradius von je etwa 1,5 mm unter einer Belastung von etwa 900 t zusammengedrückt. Der hierbei entstehende Druck reicht für die angestrebte Kaltverschweißung des Kapillarrohrs aus, das meist aus Kupfer besteht und einen Durchmesser von ca. 2mm besitzt.According to a preferred embodiment of the invention, the pipe walls between two convex curved jaws with a radius of curvature of about 1.5 each mm compressed under a load of about 900 t. The resulting Pressure is sufficient for the desired cold welding of the capillary tube, which is usually made of copper and has a diameter of approx. 2mm.

Es ist jedoch möglich und kann im Einzelfall zweckmäßig sein, die Form der Backen und/oder die Höhe des aufgewendeten Druckes je nach Größe und Material des Kapillarrohres mehr oder weniger zu variieren. However, it is possible and may be useful in individual cases that Shape of the jaws and / or the amount of pressure applied depending on the size and material of the capillary tube to vary more or less.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet durch eine Führungsvorrichtung, auf der zwei Backen relativ gegeneinander bewegbar geführt sind. Da die Backen vergleichsweise hohe mechanische Belastung aushalten nüssen, ist es zweckmäßig, wenn die Backen jeweils zumindest an der Stelle, an der sie mit den lseitungswänden in Berührung kommen, aus gehärtetem Material oder Keramik bestehen. Die Backen, welche zweckmäßig konvex ausgebildet sind und einen Krummungsradius von etwa 1,5 mm aufweisen, können beide aufeinander zu bewegbar in der Führungsvorrichtung angeordnet sein. Aus Gründen einer einfacheren konstruktiven Gestaltung der Führungsvorrichtung wird jedoch erfindungsgemäß bevorzugt, daß der eine Backen ortsfest und der andere Backen beweglich auf der Führungsvorrichtung angeordnet ist.According to a further proposal of the invention is a device for Implementation of the method according to the invention characterized by a guide device, on which two jaws are guided so that they can move relative to one another. As the cheeks comparatively Withstand high mechanical loads, it is useful if the jaws in each case at least at the point where they come into contact with the duct walls come, made of hardened material or ceramic. The cheeks, which one expedient are convex and have a radius of curvature of about 1.5 mm both be arranged in the guide device such that they can move towards one another. For reasons a simpler structural design of the guide device is, however, according to the invention preferred that one jaw is stationary and the other jaw is movable on the Guide device is arranged.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der bzw. sind die beweglichen Backen durch ein Druckmittel, vorzugsweise hydraulisch, betätigbar. Hierdurch läßt sich vorteilhaft in einfacher Weise der zum Kaltverschweißen des Kapillarrohres erforderliche vergleichsweise hohe Druck aufbringen.According to a further feature of the invention, the or are movable Baking can be actuated by a pressure medium, preferably hydraulically. This lets advantageous in a simple manner for cold welding of the capillary tube Apply required comparatively high pressure.

Ein weiteres Anliegen der Erfindung ist es, die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst einfach und raumsparend auszubilden. Eine Ausführungsform, welche diesen Forderungen voll gerecht wird, zeichnet sich dadurch aus, daß die Führungsvorrichtung U-förmig nach Art eines Bügels ausgebildet ist und daß di e die gegeneinanderbewegbaren Backen an den U-ochenkeln des Bügels angeordnet sind.Another concern of the invention is the device for carrying out of the method according to the invention as simple and space-saving as possible. An embodiment which fully meets these requirements is characterized characterized in that the guide device is U-shaped in the manner of a bracket and that the opposing jaws on the U-legs of the bracket are arranged.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können den Unt eransprüchen sowie anhand eines Ausführungsbeispieles der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung entnommen werden. Es zeigt: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Trennen und Kaltverschweißen von Kapillarrohren nach der Erfindung, in Draufsicht und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.Further details and advantages of the invention can be found in the sub-claims as well as using an exemplary embodiment of the drawing and the description below can be removed. It shows: FIG. 1 a device for cutting and cold welding of capillary tubes according to the invention, in plan view and FIG. 2 is a longitudinal section the line II-II in FIG. 1.

Nach der Zeichnung bezeichnet 10 ein beispielsweise zu einem nicht dargestellten Behälter führendes und zu dessen Evakuierung dienendes Kapillarrohr. Das Kapillarrohr 10 wird durch eine insgesamt mit 11 bezifferte Vorrichtung an der Stelle 12 abgetrennt und kaltverschweißt. Die Vorrichtung 11 weist zu diesem Zweck zwei Backen 13, 14 auf, die auf einer Führungsvorrichtung 15 in Pfeilrichtung 16 relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. Die Relativbewegung der Backen 13, 14 gegeneinander wird durch den Backen 14 bewirkt, welcher auf der Führungsvorrichtung 15 beweglich angeordnet ist. Der andere Backen 13 dagegen ist durch eine Schraube 16 fest mit dem einen U-Schenkel 17 der U-förmig nach Art eines Bügels ausgebildeten Führungsvorrichtung 15 verbunden und durch einen Stift 18 gegenüber derselben zentriert.According to the drawing, 10 denotes a, for example, to a not shown container leading and serving for its evacuation capillary tube. The capillary tube 10 is by a total of 11 numbered device on the Point 12 separated and cold-welded. The device 11 has for this purpose two jaws 13, 14 that rest on a guide device 15 in the direction of arrow 16 are arranged movable relative to one another. The relative movement of the jaws 13, 14 against each other is caused by the jaw 14, which is on the guide device 15 is movably arranged. The other jaw 13, however, is through a screw 16 fixed to one U-leg 17 of the U-shaped in the manner of a bracket Guide device 15 connected and centered by a pin 18 opposite the same.

Der andere, mit 19 bezeichnete U-Schenkel der Führungsvorrichtung 15 weist eine Gewindebohrung 20 auf, in die ein Hydraulikzylinder 21 eingeschraubt und mittels eines Spannringes 22 gegenüber derselben verspannt ist. Der Hydraulikzylinder 21 ist an eine Hochdruckpumpe angeschlossen, die jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und deren Darstellung sich daher erübrigt. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist in dem Hydraulikzylinder 21 ein an seiner Rückseite von der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagter Hydraulikkolben 23 in Pf eilrichtung 16 verschiebbpr an#eordnet. An seinem vorderen wunde besitzt der Hydraulikkolben 23 eine Gewindebohrung 24, in die der bereits erwähnte Backen 14 mittels eines Gewindezapfens 25 eingeschraubt ist.The other, designated with 19 U-leg of the guide device 15 has a threaded bore 20 into which a hydraulic cylinder 21 is screwed and is braced with respect to the same by means of a clamping ring 22. The hydraulic cylinder 21 is connected to a high pressure pump, which, however, is not the subject of the present Invention is and its representation is therefore unnecessary. As can be seen in particular from Fig. 2, there is a hydraulic fluid in the hydraulic cylinder 21 on its rear side acted upon hydraulic piston 23 in arrow direction 16 shift bpr arranges. The hydraulic piston 23 has a threaded hole on its front wound 24, into which the already mentioned jaw 14 is screwed by means of a threaded pin 25 is.

Zur Führung des beweglichen Backens 14 dient - wie Fig. 2 zeigt - eine Führungsplatte 26, die mittels Sechskantscliraube 27 am Boden 28 der U-förmigen Führungsvorrichtung 15 festgeschraubt ist. Weiterhin ist der Backen 14 zu Eiihrungszwecken abgesetzt nusgebildet, wobei er mit einer Fühungsfläche 29 unter einen entsprechenden Absatz 30 am ortsfesten Backen 13 greift Wie insbesondere aus Pig. 1 hervorgeht, weisen die Backen 13, 14 an ihren beiden einander gegenüberliegenden Flächen jeweils eine Abrundung 31 bzw. v2 auf. Die Abrundungen 31, 32 haben die Gestalt von Zylindern mit halbkreisförmigem Querschnitt.To guide the movable jaw 14 - as shown in FIG. 2 - a guide plate 26, which by means of hexagonal clip 27 on the bottom 28 of the U-shaped Guide device 15 is screwed tight. Furthermore, the jaw 14 is for honorary purposes stepped nus-formed, with a guide surface 29 under a corresponding Paragraph 30 on the stationary jaw 13 engages As in particular from Pig. 1 shows have the jaws 13, 14 on their two opposite surfaces, respectively a rounding 31 or v2. The roundings 31, 32 have the shape of cylinders with a semicircular cross-section.

Der Krümmungsradius beträgt jeweils 1,5 mm. Werden die beiden Backen 13, 14, so wie in der Zeichnung dargestellt, unter Zusammendriickung des Kapillarrohres 10 zusammengeführt, so ergeben sich nahezu linienförraige Berührungsflächen mit dem Kapillarrohr 10, mit der folge, daß an den Berührungsflächen ein sehr hoher Druck auftritt, der das Material des Kapillarrohres 10 zum Fließen und damit zur Kaltverschweißung bringt.The radius of curvature is 1.5 mm in each case. Will the two cheeks 13, 14, as shown in the drawing, with compression of the capillary tube 10 merged, the result is almost linear contact surfaces with the capillary tube 10, with the result that a very high one at the contact surfaces Pressure occurs that the material of the capillary tube 10 to flow and thus to Cold welding brings.

Bei der gezeigten Ausführung besteht das Üapillarrohr aus Kupfer und besitzt einen Durchmesser von etwa 2mm. Bei einer Kraft von ca. 900 t wird in diesem fall durch die Backen die gewünschte Kaltverschweißung erreicht.In the embodiment shown, the capillary tube is made of copper and has a diameter of about 2mm. With a force of approx. 900 t in this the desired cold welding is achieved through the jaws.

Claims

Patent and protection claims 1. Process for gas-tight sealing metallic fillings, in particular capillary tubes for evacuating high vacuum containers, characterized in that the line walls (10) at the point to be sealed (12) are compressed under such a pressure that the duct material comes to flow.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Iäeitungswall (10) between two convexly curved jaws (13, 14) with a radius of curvature each about 1.5 mm can be compressed under a load of about 900 t.

3. Vorrichtunjg for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by a guide device (15) on which two jaws (13, 14) are guided so that they can move relative to one another.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the jaws (13, 14) in each case at least at the point (12) at which they are connected to the pipe walls (10) come into contact, made of hardened material or ceramic.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the jaws (13, 14) each come into contact with the pipe walls (10) Are convexly curved.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the jaws (13, 14) at the point (12) coming into contact with the pipe walls (10) Have a radius of curvature of about 1.5 mm.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the parts (31, 32) of the jaws coming into contact with the pipe walls (10) (13, 14) are cylindrical and each have an approximately semicircular cross-section.

8. Device according to one or more of claims 3 to 7, characterized characterized in that one jaw (13) is stationary and the other jaw (14) is movable is arranged on the guiding device (15).

9. Device according to one or more of claims 3 to 8, characterized characterized in that the or the movable jaws (14) by a pressure medium, are preferably hydraulically actuated.

10. Device according to one or more of claims 3 to 9, characterized characterized in that the guide device (15) is U-shaped in the manner of a bracket is and that the mutually movable jaws (13, 14) on the U-legs (17, 19) of the bracket are arranged.

11. The device according to claim 10, characterized in that the movable jaws (14) attached to a hydraulic piston (23), preferably with this is screwed, which is in one of the one U-leg (19) of the guide device (15) attached hydraulic cylinder (21) is slidably arranged.

12. Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that that the movable jaw (14) from one at the bottom (28) of the U-shaped guide device (15) attached guide plate (26) is supported and guided.

13. The device according to claim 10, 11 or 12, characterized in that that the movable jaw (14) has a shoulder (29) which has a corresponding Paragraph (30) engages under the stationary jaw (15).

14. Device according to one or more of claims 10 to 13, characterized in that the U-shaped egg device (15) in plan view is trapezoidal in such a way that it is starting from the connection point of the movable jaw (14) - to the U-leg carrying the stationary jaw (13) (17) decreases continuously.