DE2638018A1

DE2638018A1 - Vacuum pipe coupling seal rings - are metal T and U section rings clamped between and astride flanges

Info

Publication number: DE2638018A1
Application number: DE19762638018
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-08-24
Publication date: 1977-03-10
Also published as: ATA674575A; AT354820B

Abstract

The metal sealing ring is designed for vacuum apparatus, for clamping pipe ends together. Each pipe has an end flange, sandwiching a T-section inner seal between them. The web of the T-ring has a diamond-shaped end, compressed between the flanges, and producing two sharp rings of contact. An outer, U-shaped, compression ring clamp encloses the flanges and centres the coupling, together with the cross bar of the T-ring, which sits against the outer rims of the flanges. Alternatively, the web of the T-ring may point radially outwards and centre the flanges from the pipe interior.

Description

Ringförmige Metalldichtung. Annular metal seal.

Die Erfindung betrifft ringförmige Metalldichtungen, wie sie insbesonders für die Bauteile von Vakuumapparaten benötigt werden. Derartige Dichtungen bestehen aus den verschiedensten Werkstoffen und sie sind durch unterschiedliche Vorrichtungen unter Spannung gesetzt bzw. zusammengepresst.The invention relates to annular metal seals such as those in particular are required for the components of vacuum apparatus. Such seals exist made of various materials and they are made by different devices put under tension or compressed.

Dichtungen dieser Art werden vornehmlich in den Fällen eingesetzt, in denen es auf eine besonders gute Vakuumdichtheit, kleine Gasabgabe, hohe Strahlen- , Verschleißfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und lange Gebrauchsdauer ankommt. Derartige Dichtungen sollen hauptsächlich gemeinsam mit nach PNEUROP genormten Flansch- oder Kleinflanschsystemen einsetzbar sein.Seals of this type are mainly used in cases in which there is a particularly good vacuum tightness, small gas emission, high radiation , Wear resistance, temperature resistance and long service life matters. Such seals should mainly be used together with PNEUROP-standardized flange or small flange systems.

Dichtungen der angeführten Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, darunter auch solchen, die speziell bearbeitete Flansche erfordern. Ferner ist es bei ausheizbaren Verbindungen üblich, ein besonderes Flanschsystem mit einer Flanschen Cu - Scheibe zu verwirklichen, die beim PIGUROP-system nicht verwendbar ist. Ausserdem ist es bei bekannten Ausführungen notwendig, die metallischen Verbindungen mit einem Drehmomentschlüssel anzuziehen und auf eine genaue achsiale Lage der Flansche zu achten. Im Rahmen des Kleinflanschsystemes verwendete Metalldichtungen weisen stets mit dem eigentlichen Dichtkörper der Dichtscheibe fest verbundene, äussere Zentrierringe auf, sodass Dichtkörper und Zentrierring einstückig sind. Das führt zu hohen Gestehungskosten und verhindert die Verwendung der gleichen Dichtung dann, wenn sie statt einer äusseren eine innere Zentrierung bedingt wie beispielsweise bei den Festflanschen des PNEUROPsystems, wenn eine Innenzentrierung nicht aus anderen Gründen erforderlich bzw. erwünscht ist.Seals of the type listed are available in various designs known, including those that require specially machined flanges. Further it is common for bake-out connections to use a special flange system with a Flanges made of Cu - washer, which cannot be used with the PIGUROP system is. In addition, it is necessary in known designs, the metallic connections tighten with a torque wrench and ensure that the flanges are in an exact axial position to pay attention. Metal seals used as part of the small flange system have always firmly connected to the actual sealing body of the sealing washer, outer Centering rings so that the sealing body and centering ring are in one piece. Leading too high initial costs and prevented the use of the same Seal when it requires an inner centering instead of an outer one for example with the fixed flanges of the PNEUROPsystem, if an internal centering is not required or desired for other reasons.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, Metalldichtungen der betrachteten Art so auszubilden, dass sie unter Beseitigung der dargelegten Nachteile bekannter Ausbildungen universell für die verschiedensten Einsatzgebiete, ganz besonders unter Einhaltung aller im Zusammenhang mit der PNEUROPnorm auftretenden Einsatzbedingungen, verwendbar sind. Ausserdem sollen sie auch gegen bereits allgemein verbreitete und bekannte Zentrierringe mit Elastomerdichtungen austauschbar, weiter trotzdem einfacher als die meisten heute verwendeten Dichtungen herstellbar und damit billiger sein. Ihre Ausbildung ist so zu treffen, dass nicht unbedingt spezielle oder speziell bearbeitete Flansche erforderlich werden. Schliesslich sollen die neuen Metalldichtungen auch für ausheizbare Verbindungen, für die Kryotechnik usw. Verwendung finden können, wobei zu berücksichtigen ist, dass unter Umständen auch Ueberdrücke auftreten, denen eine erfindungsgemäß ausgebildete Dichtung gleichfalls zu widerstehen hat.It is the object of the present invention to provide metal seals of the considered Art to be trained in such a way that they are better known while eliminating the disadvantages outlined above Training universal for the most diverse areas of application, especially under Compliance with all conditions of use occurring in connection with the PNEUROPnorm, are usable. In addition, they should also be used against already widespread and known centering rings with elastomer seals interchangeable, but still easier than most of the seals used today and therefore cheaper. Your training should be taken in such a way that it is not necessarily special or specific machined flanges are required. Finally, the new metal seals should can also be used for bake-out connections, for cryogenics, etc., whereby it must be taken into account that under certain circumstances overpressures also occur, which a seal designed according to the invention also has to withstand.

Die so gestellten technischen Aufgaben werden gelöst tind sämtliche der genannten Vorteile erreicht, wenn, ausgehend von ringförmigen Metalldichtungen, insbesondere für die Flansch-und Kleinflanschverbindungen der Bauteile von Vakuumapparaturen mit einer der abzudichtenden Fläche jeweils zugewandten Dichtwulstfläche sowie mit Zentrierring- und Zentrieransatzanordnungen, erfindungsgemäß ein Zentrierring und ein letzteren in der Verbindung in dessen Abdichtungs- und Zentrierzustand berührender Zentrieransatz des metallischen Dichtungswulstes selbst als voneinander getrennte, selbstständige Bauteile vorhanden sind.The technical tasks set in this way are solved and all of them of the advantages mentioned if, starting from ring-shaped metal seals, especially for the flange and small flange connections of the components of vacuum apparatus with a sealing bead surface facing the surface to be sealed and with Centering ring and centering attachment arrangements, a centering ring and according to the invention a latter in the Connection in its sealing and centering state touching centering approach of the metallic sealing bead itself than from each other separate, independent components are available.

Das kann zunächst dadurch geschehen, dass in der Verbindung eine, bezogen auf die achsiale Mittellinie derselben, radial aussen liegende Begrenzungsfläche eines Zentrieransatzes des metallischen Dichtungswulstes die radial innen liegende Begrenzungsfläche des Zentrierringes berührt. Es besteht die umgekehrte Möglichkeit, dass in der Verbindung eine, bezogen auf die achsiale Mittellinie derselben, radial innen liegende Begrenzungsfläche eines Zentrieransatzes des metallischen Dichtungswulstes die radial aussen liegende Begrenzungs#läche des Zentrierringes berührt. Schliesslich kann beides verwirklicht sein, in dem in der Verbindung die radial aussen liegende Begrenzungsfläche eines Zentrieransatzes des metallischen Dichtungswulstes und/oder die radial innen liegende Begrenzungsfläche eines Zentrieransatzes des metallischen Dichtungswulstes die radial aussen liegende Begrenzungsfläche eines radial innen liegenden Zentrierringes berühren.This can initially be done by adding a, based on the axial center line of the same, radially outer boundary surface of a centering approach of the metallic sealing bead is the radially inner one Touches the boundary surface of the centering ring. There is the opposite possibility, that in the connection one, relative to the axial center line of the same, radial inner boundary surface of a centering attachment of the metallic sealing bead touches the radially outer limiting surface of the centering ring. In the end Both can be realized in that in the connection the radially outer one Boundary surface of a centering attachment of the metallic sealing bead and / or the radially inner boundary surface of a centering attachment of the metallic Sealing bead the radially outer boundary surface of a radially inner touch the lying centering ring.

Damit erschöpfen sich nicht die in Betracht kommenden Möglichkeiten, die beispielsweise und weiterhin dadurch gegeben sind, dass die radial nach aussen und nach innen gerichteten Zentrieransätze eines ringförmigen, radial zwischen den Zentrieransätzen des metallischen Dichtungsvxlstes liegenden letzteren aufweisenden Scheibe verschiedene, achsial gemessene Stärken aufweisen.#Das kann zunächst durch eine Bemessung des stärkeren der beiden Zentrieransätze des ringförmigen, radial zwischen den beiden Ansätzen liegenden metallischen Dichtungs#iulstes der Scheibe geschehen, bei der seine seitlichen Begrenzungsflächen unter Eirnjirkung des Abdi chtungs druckes mindestens in unmittelbarer Berührung mit korrespondierenden, abzudichtenden Flanschflächen stehen. Vorzugsweise wird dabei der stärkere der radial nach aussen und nach innen gerichteten, beiden Zentrieransätze in der Richtung radial nach aussen an den ringförmigen Dichtwulst der Scheibe anzuschliessen sein.This does not exhaust the possible options which are given, for example and furthermore, by the fact that the radially outward and inwardly directed centering lugs of an annular, radially between the Centering lugs of the metallic sealing liner, the latter having Disc have different, axially measured thicknesses. # This can initially through a dimensioning of the stronger of the two centering lugs of the annular, radial between the two approaches lying metallic seal # iulstes the disk happen, in which its lateral boundary surfaces under Eirnjirkung the sealing pressure at least in direct contact with corresponding, flange surfaces to be sealed. The stronger one is preferably the radial one outward and inward directed, both centering lugs in the radial direction to be connected to the outside of the annular sealing bead of the disc.

Der Querschnitt des metallischen Dichtwulstes kann, in an sich bekannter Weise, mit dem Querschnitt eines über Eck gestellten Quadrates übereinstimmen. Das ist jedoch nicht erfindungswesentlich, der Dichtwulst kann im unverformten Zustand auch abweichende Querschnitte, z. B. den Querschnitt eines Kreises oder einer Ellip se aufweisen, deren grössere Achse zweckmäßig in der Richtung eines Halbmessers der Dichtungsscheibenmittelebene selbst verläuft.The cross section of the metallic sealing bead can, in itself, be known Way to match the cross section of a corner placed square. That is not essential to the invention, however, the sealing bead can in the undeformed state also different cross-sections, e.g. B. the cross section of a circle or an ellip se have whose larger axis is expediently in the direction of a radius the center plane of the sealing washer itself.

Derartige, vorzugsweise Ringkanten bildende Querschnitte sind an sich bekannt und bereits in anderen Zusammenhängen verwirklicht worden. Das gilt auch für die Werkstoffe, die beispielsweise aus Aluminium, Aluminiumlegi -erungen, aus Kupfer, Kupferlegierungen oder sonstigen geeigneten Materialien bestehen können. Auf die Werkstoffrage war hier deshalb einzugehen, weil erst die Trennung von Zentrierringen und Zentrieransätzen es ermöglicht, für beide Teile unterschiedliche Werkstoffe zu verwenden, etwa eine weiche Aluminiumlegierung für den Dichtkörper und einen rostfreien Stahl für den Zentrierring. Dagegen wird man in der Zentrieransatzordnung einen Zentrieransatz zweckmäßig jeweils aus dem Werkstoff herstellen, der zur Ausbildung des Dichtkörpers selbst benutzt wird, da sich auf diese Weise die Herstellungs- und Fertigungslosten vermindern lassen. Auf den weiteren Vorteil, dass die neuen Dichtungen auch zur Ueberwindung beträchtlicher UeberdrUcke eingesetzt werden können und somit nicht auf die Verwendbarkeit innerhalb der Vakuumtechnik beschränkt sind, wurde bereits hingewiesen. Weiter bedarf es der Hervorhebung, dass von den Zentrieransätzen getrennt ausgebildete Zentrierringe ohne weiteres auch zur Abstützung und Zentrierung von Elastomerdichtungen ( 0 - Ringen ) verwendbar sind, womit die Möglichkeit zum Aufbau eines universellen Dichtungssystems gewährleistet ist.Such cross-sections, preferably forming ring edges, are per se known and has already been implemented in other contexts. This is also true for the materials made from aluminum, aluminum alloys, for example Copper, copper alloys or other suitable materials can exist. The question of materials had to be addressed here because the centering rings were first separated and centering lugs make it possible to use different materials for both parts to use, such as a soft aluminum alloy for the sealing body and a stainless steel for the centering ring. On the other hand, one becomes in the centering approach order a centering approach expediently each made of the material used for training of the sealing body itself is used, since in this way the manufacturing and production lots let decrease. To the further advantage that the new seals are also used to overcome considerable excess pressures and therefore not on the usability within vacuum technology have already been pointed out. It is also necessary to emphasize that Centering rings formed separately from the centering lugs also readily Can be used to support and center elastomer seals (0-rings) with which the possibility of building a universal sealing system is guaranteed is.

Die Zeichnung gibt, ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten, an sich bekannten Gesamtordnung mit Klemmvorrichtung für die Teile der Dichtung letztere für den Fall einer Aussenzentrierung wieder, während Fig. 2 eine zur Innenzentrierung dienende, ebenfalls an sich bekannte Ausbildung der Dichtung veranschaulicht.Based on that shown in FIG. 1, the drawing indicates known overall arrangement with clamping device for the parts of the seal the latter again for the case of external centering, while FIG. 2 shows one for internal centering serving, also known per se training of the seal illustrated.

Fig. 3 stellt dagegen eine erfindungsgemäss getroffene Ausbildung für den Fall der Aussenzentrierung mit getrennten Bauteilen dar, während Fig. 4 wiederum den Fall der Innenzentrierung mit getrennten Bauteilen behandelt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt dagegen eine Dichtung mit getrennten Bauteilen, die aussen oder/und innen zentrierbar ist5,04ass die Wahl sowohl zu Ounsten einer Aussen- als auch einer Innenzentrierung getroffen werden kann. Das Ausgangsbeispiel nach Fig. 6 zeichnet sich dadurch aus, dass die Stärke des äusseren Zentrieransatzes des Dichtungskörpers zrösser ist als die Stärke des inneren Zentrieransatzes, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 die umgekehrten Verhältnisse verwirklicht sind. Fig. 8 zeigt eine Flanschverbindung mit Aussenzentrierung des äusseren, stärkeren Zentrieransatzes des Dichtungskörpers unmittelbar mittels der Flanschen der Flanschverbindung. Fig. 9 entspricht der Anordnung nach Fig. 8 mit dem Unterschied, dass die gesamte Dichtungsscheibe mit dem Dichtungskörper abschliesst, sodass also der in Fig. 8 vorhandene innere Zentrieransatz fehlt. Fig. 10 schliesslich zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem 0 - Ring und einer Zentrierung, die beispielsweise mit derjenigen nach Fig. 4 übereinstimmt, aber auch abweichend getroffen sein könnte.3, on the other hand, shows an embodiment made according to the invention for the case of external centering with separate components, while FIG. 4 again dealt with the case of internal centering with separate components. The embodiment 5, however, shows a seal with separate components, the outside and / or can be centered on the inside Inner centering can be taken. The starting example according to FIG. 6 is characterized is characterized by the fact that the strength of the outer centering attachment of the sealing body is larger than the strength of the inner centering approach, while in the embodiment according to FIG. 7, the reverse relationships are achieved. Fig. 8 shows a flange connection with outer centering of the outer, stronger centering attachment of the sealing body directly by means of the Flanging the flange connection. Fig. 9 corresponds to the arrangement according to FIG. 8 with the difference that the entire sealing washer ends with the sealing body, so that the inner Centering attachment is missing. Finally, FIG. 10 shows an exemplary embodiment with a 0 - ring and a centering which, for example, corresponds to that of Fig. 4, but could also be taken differently.

Aus der Fig. 1 sind die Hauptteile einer bekannten, ringförmigen Metalldichtung, insbesondere für die Flansch- und Kleinflanschverbindungen der Bauteile von Vakuumapparaturen, mit einer der abzudichtenden Fläche jeweils zugewandten Dichtfläche sowie mit Zentrierring- und Zentrieransatzanordnungen dahin entnehmbar, dass die miteinander zu verflanschenden und gegeneinander abzudichtenden Rohrabschnitte 1, 2 mit den Klemmflanschabschlüssen 11, 21 so abschliessen, dass ein deren Kegelmantelflächen 111, 211 übergreifender, mehrteiliger oder nach Art der Gelenkkette ausgeführter Spann- und Klemmring 3 die Dichtung unter die erforderliche Dichtungsspannung zu setzen vermag. Die Dichtung als Ganzes ist dabei mit 4 bezeichnet. Sie weist den eigentlichen Dichtungskörper 41, den in Richtung radial nach aussen an diesen angeschlossenen Zentrieransatz 42 und an letzteren anschliessend den äusseren Zentrierring 43 auf, wobei der Dichtungskörper 41 den Querschnitt eines über Eck gestellten Quadrates aufweist, sodass die scharfen, ringlinienförmig verlaufenden Dichtungskanten 411 und 412 auftreten, die sich unter der Wirkung des über den Spann- und Klemmring 3 ausgeübten Dichtungsdruckes an die abzudichtenden Ringflächen 112 und 212 der Flansche 11, 21 anlegen, wobei es (unter Verformung dieser Teile) zu dem jeweils erforderlichen Dichtungsschluss kommt. Die Zentrierung erfolgt dabei über die innere Begrenzungsfläche 431 des Zentrierringteiles 43 der Dichtung 4, und zwar durch schliessende Anlage an die ringförmig verlaufenden Zentrierflächen 113, 213 der Flansche 11, 21.From Fig. 1 the main parts of a known, annular metal seal, especially for the flange and small flange connections of the components of vacuum equipment, with a sealing surface facing the surface to be sealed and with a centering ring and centering attachment arrangements can be removed to the extent that the flanges to be flanged together and pipe sections 1, 2 to be sealed against each other with the clamping flange connections 11, 21 close so that a conical surface 111, 211 overlapping, multi-part or designed in the manner of the articulated chain clamping and clamping ring 3 the Able to put seal under the required seal tension. The seal as a whole is denoted by 4. It shows the actual seal body 41, the centering attachment connected to this in the radially outward direction 42 and then the outer centering ring 43, the sealing body 41 has the cross-section of a corner placed square, so that the sharp, annular sealing edges 411 and 412 occur, which are located below the effect of the sealing pressure exerted on the tensioning and clamping ring 3 on the to be sealed annular surfaces 112 and 212 of the flanges 11, 21, whereby it (under Deformation of these parts) to the required in each case Sealing closure comes. The centering takes place via the inner boundary surface 431 of the centering ring part 43 of the seal 4, namely by closing contact with the ring-shaped Centering surfaces 113, 213 of the flanges 11, 21.

Die Ringe 41,42 und 43 der Dichtung sind dabei erkennbar einstückig ausgebildet, sodass zu ihrer Ausbildung jeweils gleiche Werkstoffe zur Anwendung kommen. Dass so ausgebildete Flansche und Dichtungen nur dann den zu stellenden Anforderungen genügen, wenn bei der Verstellung der Teile des Spann- und Klemmringes 3 Drehmomentenschlüssel zur Anwendung kommen und auf eine genaue achsiale Lage der Flansche 11, 21 geachtet ist, wurde bereits einleitend erwähnt.The rings 41, 42 and 43 of the seal are recognizable in one piece trained so that the same materials are used for their training come. That flanges and seals designed in this way are only the ones to be provided Requirements are sufficient when adjusting the parts of the tensioning and clamping ring 3 torque wrenches are used and an exact axial position of the Flanges 11, 21 is respected, was already mentioned in the introduction.

Während bei der Zentrier-, Flansch- und Dichtungsverbindung nach Fig. 1 die Zentrierung mittels des radial aussen liegenden Zentrierringes 43 durchgeführt wird, zeigt die Anordnung des Dichtungskörpers 4 nach Fig. 2, dass der Zentrierringteil 44 radial innen liegt. In Richtung radial nach aussen schliesst sich der Zentrierungsansatz 45 an, der in dem ringförmigen Dichtungskörper 46 endet. Der Dichtungskörper 46 hat im Querschnitt wieder die Form eines über Eck gestellten Quadrates, sodass die ringförmigen Dichtungskanten 461, 462 vorhanden sind, die ihrerseits mit den abzudichtenden Flächen 112, 212 ( Fig. 1) der Flanschen 11, 21 in Wirkverbindung stehen.While with the centering, flange and sealing connection according to Fig. 1 the centering is carried out by means of the centering ring 43 lying radially on the outside the arrangement of the sealing body 4 according to FIG. 2 shows that the centering ring part 44 lies radially on the inside. The centering attachment closes in the radial outward direction 45, which ends in the annular sealing body 46. The seal body 46 again has the shape of a square in cross section, so that the annular sealing edges 461, 462 are present, which in turn with the to be sealed Surfaces 112, 212 (Fig. 1) of the flanges 11, 21 are in operative connection.

Demgegenüber zeigt die Fig. 3 nunmehr eine erfindungsgemäss getroffene Ausbildung zunächst für den Fall einer Aussenzentrierung.In contrast, FIG. 3 now shows one made according to the invention Training initially for the case of external centering.

Man erkannt demgemäss wieder einen Dichtungskörper 51, an den sich in der Richtung radial nach aussen der Zentrierungsansatz 52 anschliesst. Der Dichtungskörper 51 bildet wieder kreisförmig verlaufende Dichtungskanten 511, 512. Unabhängig von den Teilen 51, 52 der Dichtung und getrennt von ihnen ist der Zentrierring 6 vorhanden, der nunmehr eine einzige, innere Zentrierfläche 61 bildet, an der die äussere Begrenzungsfläche 521 des Zentrieransatzes 52 innen anliegt, während die restlichen Bereiche der Zentrierfläche 61 ihre Auflagerung auf den Zentrierflächen 113, 213 der Flansche 11 und 21 (Fig. 1) finden. Eine derartige Anordnung führt zwangsläufig zu den eingangs dargelegten Vorteilen gegenüber der bekannten Ausbildung nach Fig. 1.Accordingly, a sealing body 51 is recognized again, to which the centering projection 52 adjoins it in the radially outward direction. The seal body 51 forms circular again running sealing edges 511, 512. The centering ring is independent of the parts 51, 52 of the seal and separate from them 6 present, which now forms a single, inner centering surface 61 on which the outer boundary surface 521 of the centering shoulder 52 rests on the inside, while the remaining areas of the centering surface 61 their support on the centering surfaces 113, 213 of the flanges 11 and 21 (Fig. 1). Such an arrangement leads inevitably to the advantages outlined above over the known training according to Fig. 1.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäss verwirklichten Verhältnisse für den Fall, dass eine innere Zentrierung nach Art der Fig. 2 über den Zentrierring 7 vorhanden ist, dessen äussere Begrenzungsfläche 71 eine einheitliche Zentrierringfläche bildet, die einerseits in Wirkverbindung mit den inneren Zentrierflächen 115, 215 der Flanschverbindung 11,21 nach Fig. 1, anderseits in Wirkverbindung mit der inneren Begrenzungsfläche 821 des Zentrieransatzes 82 des Dichtungskörpers 81 steht. Der Dichtungskörper 81 bildet wieder ringlinienförmig verlauf ende Dichtungskanten 811 und 812, die sich an die abzudichtenden Flächen 112, 212 der Flanschen 11, 21 in der gleichen Weise anlegen, wie das für die Dichtungskanten 411 und 412 in Fig. 1 veranschaulicht worden ist.Fig. 4 shows the inventive conditions for the case that an internal centering in the manner of FIG. 2 via the centering ring 7 is present, the outer boundary surface 71 of which has a uniform centering ring surface forms which, on the one hand, are in operative connection with the inner centering surfaces 115, 215 the flange connection 11, 21 according to FIG. 1, on the other hand in operative connection with the inner one Boundary surface 821 of the centering shoulder 82 of the sealing body 81 is. Of the Sealing body 81 again forms sealing edges 811 which run in the shape of a ring line and 812, which are attached to the surfaces to be sealed 112, 212 of the flanges 11, 21 in in the same way as that for the sealing edges 411 and 412 in Fig. 1 has been illustrated.

Eine nochmals geänderte Ausführungsform einer erfindungsgemäss ausgebildeten Dichtung ist in Fig. 5 veranschaulicht. Man erkennt zunächst den äusseren und von den übrigen Teilen der Dichtung getrennten und unabhängigen Zentrierring 9, der wieder-#um in Wirkverbindung mit den Zentrierflächen 113, 213 der Flansche 11,21 nach Fig. 1 steht, soweit die innere Zentrierfläche 91 in Betracht gezogen ist. An dieser Zentrierfläche 91 liegt wieder die antagonistisch wirksame Zentrierfläche 921 des radial aussen liegenden Zentrieransatzes 92 an, an den sich in der gleichen Richtung der Dichtungskörper 93 mit dem weiteren, inneren Zentrieransatz 94 anschliesst. Die Teile 92 und 94 gehören demgemäss mit dem eigentlichen Dichtungskörper 93 einer Zentrieransatzanordnung an. Dabei sind die Teile 92, 93 und 94 einstückig und bestehen aus demselben Werkstoff, während der äussere Zentrierring 9 getrennt von diesen Teilen und als völlig selbstständiger Bauteil ausgebildet ist. Das schliesst nicht aus, einen weiteren Zentrierring 95 vorsehen zu können, an dem die innere Begrenzungsfläche 941 des inneren Zentrieransatzes 94 verhältnissmässig lose anliegen würde. Es könnte aber auch eine eindeutige innere Zentrierung mittels Zentrierringes 95 verwirklicht werden, die dann an die Stelle der Aussenzentrierung 91, 921 treten wurde.Another modified embodiment of one designed according to the invention Seal is illustrated in FIG. One first recognizes the outer and from the remaining parts of the seal separate and independent centering ring 9, the again in operative connection with the centering surfaces 113, 213 of the flanges 11, 21 according to Fig. 1, as far as the inner centering surface 91 is taken into account. The antagonistically effective centering surface is again located on this centering surface 91 921's radial outside centering lug 92 to the the sealing body 93 with the further, inner centering shoulder in the same direction 94 connects. The parts 92 and 94 accordingly belong with the actual sealing body 93 of a centering lug assembly. The parts 92, 93 and 94 are in one piece and consist of the same material, while the outer centering ring 9 is separated of these parts and is designed as a completely independent component. That closes not enough to be able to provide a further centering ring 95 on which the inner The boundary surface 941 of the inner centering projection 94 rest relatively loosely would. But there could also be a clear inner centering by means of a centering ring 95, which then take the place of the external centering 91, 921 became.

Fig. 6 veranschaulicht, welche Formgebungen den Teilen 92, 93 und 94 der Fig. 5 erteilbar ist. Man erkennt, dass die achsiale, durch das Mass 922 veranschaulichte Stärke des Zentrieransatzes 92 grösser ist als die durch das Mass 942 veranschaulichte, achsiale Stärke des inneren Zentrieransatzes 94. Der Unterschied zwischen den achsialen Stärken 922 und 942 ist dabei so bemessbar, dass sich unter der Einwirkung des Dichtungsdruckes, erzeugt durch den Spann- und Klemmring 3, die abzudichtenden Flächen 112, 212 der Flanschen 11 und 21 einerseits, die seitlichen Begrenzungsflächen 923 und 924 des äusseren Zentrieransatzes 92 mindestens schllsend berühren, nachdem entsprechende Formänderungen längs den Dichtungskanten 931 und 932 stattgefunden haben, wenn sie unter Vorspannung gesetzt sind, was beispielsweise bei der Abdichtung gegen höhere Ueberdrücke und bei Temperaturunterschieden von erheblichem Wert sein könnte.Fig. 6 illustrates what shapes the parts 92, 93 and 94 of FIG. 5 can be issued. You can see that the axial, through the dimension 922 illustrated strength of the centering lug 92 is greater than that by the measure 942 illustrated axial strength of the inner centering boss 94. The difference between the axial thicknesses 922 and 942 can be dimensioned so that under the action of the sealing pressure generated by the tensioning and clamping ring 3, the to be sealed surfaces 112, 212 of the flanges 11 and 21 on the one hand, the lateral Boundary surfaces 923 and 924 of the outer centering shoulder 92 at least closed touch after corresponding changes in shape along the sealing edges 931 and 932 have taken place when they are biased, what for example when sealing against higher overpressures and with temperature differences of could be of considerable value.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 haben sich die Verhältnisse gegenüber denjenigen der Fig. 6 umgekehrt. Nunmehr ist'die achsiale Stärke des äusseren Zentrieransatzes 95 mit dem Mass 96 kleiner als die achsiale Stärke 97 des inneren Zentrieransatzes 98, bezogen auf den Dichtungskörper 93, der wieder die Formgebung eines über Eck gestellten Quadrates mit den ringförmigen Dichtungskanten 931,932 besitzt.In the embodiment according to FIG. 7, the relationships are the same opposite to those of FIG. 6. Now is the axial strength of the outer Centering attachment 95 with the dimension 96 smaller than the axial thickness 97 of the inner Centering lug 98, based on the sealing body 93, which again has the shape of a corner placed square with the annular sealing edges 931,932 owns.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 weisen die Flanschen 12, 22 eine gegenüber der Ausbildung der Flanschen 11, 21 gemäss Fig. 1 abweichende Gestaltung auf, da sie nunmehr die aussen liegenden Zentrierränder 121, 221 besitzen. Sie stehen dadurch in Wirkverbindung mit dem äusseren Zentrieransatz 99 eines Dichtungskörpers 991, der im unverformten Zustand wieder den Querschnitt eines über Eck gestellten Quadrates aufweist.In the exemplary embodiment according to FIG. 8, the flanges 12, 22 have a design that differs from the design of the flanges 11, 21 according to FIG. 1 because they now have the outer centering edges 121, 221. They stand thereby in operative connection with the outer centering projection 99 of a sealing body 991, which in the undeformed state again has the cross section of a corner Has squares.

Seitliche, ringnutenförmige Ausnehmungen 992, 993 zwischen Zentrieransatz 99 und Dichtungskörper 991 führen zu der Möglichkeit, die ursprünglich in der Form kreislinienförmiger Kanten auftretenden Ringvorsprünge 994, 995 unter der Einwirkung des Spann- und Klemmdruckes, verursacht durch den Spann-und Klemmring 3 ( Fig. 1 ), so zu deformieren, dass es zur Ausbildung radial verhältnissmässig breiter, dichtender Ringflächen kommt. An den Dichtungskörper 991 setzt sich in Richtung radial nach innen ein Zentrieransatz 996 an. Ein innerer, die innere Begrenzungsfläche 998 des Zentrieransatzes 996 lose berührender Zentrierring 997 kann das Ausführtuigsbeispiel nach Fig. 8 ergänzen.Lateral, annular groove-shaped recesses 992, 993 between the centering shoulder 99 and sealing body 991 lead to the possibility of being originally in the form circular edges occurring ring projections 994, 995 under the action of the clamping and clamping pressure caused by the clamping and clamping ring 3 (Fig. 1 ), to be deformed so that it is relatively broader and more sealing for the formation Ring surfaces comes. On the sealing body 991 is set in the radial direction a centering shoulder 996 on the inside. An inner, the inner boundary surface 998 of the Centering attachment 996 loosely touching centering ring 997 can be used as an example add to FIG. 8.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9 mit der Flanschausbildung 13, 23 gezeigt. Die Ausbildung der Dichtungsscheibe entspricht inbezug auf Zentrieransatz 99 und Dichtungskörper 991 derjenigen nach Fig. 8, es tritt jedoch der Unterschied auf, dass die Dichtungsscheibe mit dem Dichtungskörper 991 in Richtung radial nach innen völlig abschliesst, sodass ein dem inneren Zentrieransatz 996 der Fig. 8 entsprechender Zentrieransatz fehlt. Ebenso fehlt ein dem zusätzlichen Zentrierring997 entsprechender Zentrierring. An die Stelle des Spann-und Klemmringes 3 ist eine Spann- und Klemmschraubenanordnung 31 getreten.Another embodiment is shown in Fig. 9 with the flange formation 13, 23 shown. The design of the sealing washer corresponds to the centering approach 99 and sealing body 991 of that according to FIG. 8, but the difference occurs on that the sealing washer with the sealing body 991 in the radial direction completely closes on the inside, so that a corresponding to the inner centering shoulder 996 of FIG Centering attachment is missing. Likewise, the one corresponding to the additional centering ring997 is missing Centering ring. Instead of the tensioning and clamping ring 3, there is a tensioning and clamping screw arrangement 31 stepped.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 erläutert, in welcher Weise O - Ringe mit Zentrierringen angeordnet sein können, die etwa nach Fig. 4 ausbildbar sind, soweit nicht andere Ausführungsformen zur Realisierung einer derartigen Verbindung herangezogen werden.The embodiment of FIG. 10 explains in what way O - Rings with centering rings can be arranged, which can be configured as shown in FIG are, unless there are other embodiments for realizing such a connection can be used.

Zu den gezeigten, bzw. benützbaren Flanschverbindungen ist zusammenfassend noch folgendes auszuführen.A summary of the flange connections shown or usable is given still carry out the following.

Alle Flanschverbindungen schlechthin werden mittels irgendwie gearteter Vorrichtungen verspannt und zusammengepresst. So ist in Fig. 1 eine Schnellverbindung für das Kleinflanschsystem nach PNEUROP gezeigt worden, bei der über Schrägflächen 111,211 die nötige Anpresskraft auf die Flanken der Flansche 11; 21 übertragen wird. Dafür kommen vorzugsweise aussen zentrierte Dichtungen in Frage, es könnte aber ohne weiteres auch eine Dichtung nach Fig. 2 angeordnet sein. Dies ist bei festen Flanschen mit Schrauben überdies deshalb nötig, weil im allgemeinen kein Platz für einen äusseren Zentrierrand vorhanden ist, wenn man von dem Sonderfall der Fig. 9 mit Flanschen 13, 23 ausnahmsweise grosser radialer Erstreckung absieht. Die Durchmesser sind überdies genormt und es ist dauer möglich, wahlweise entweder genormte Zentrierringe oder auch Dichtungen nach Fig. 1 und 2 einzusetzen.All flange connections are simply made by means of some kind of Devices clamped and pressed together. So in Fig. 1 is a quick connection has been shown for the small flange system according to PNEUROP, with the over inclined surfaces 111,211 the necessary contact pressure on the flanks of the flanges 11; 21 is transmitted. For this purpose, externally centered seals are preferred, but it could A seal according to FIG. 2 can easily be arranged. This is at fixed Flanges with screws are also necessary because there is generally no space for an outer centering edge is available when one of the Special case of FIG. 9 with flanges 13, 23 exceptionally large radial extension. The diameters are also standardized and it is permanently possible, either Use standardized centering rings or seals according to FIGS. 1 and 2.

In den Fällen also, in denen bisher verschiedene Dichtungen eingesetzt werden mussten, führt die Verwirklichung der Erfindung dazu, dass durch Benützung verschiedener Zentrierringe die gleiche Dichtung, etwa nach Fig. 5 bis 8, verwendbar wird.So in those cases in which different seals have been used up to now had to be, the implementation of the invention leads to that through use different centering rings the same seal, for example according to Fig. 5 to 8, can be used will.

Bei ausheizbaren Verbindungen oder bei solchen, die für tiefe Temperaturen Verwendung finden sollen, ist stets darauf zu achten, dass die TtWårmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe gleiche Grösse besitzen oder nicht allzu weit auseinanderliegen wie z. B. bei Kupfer und rostfreiem Stahl. Da es sich aber selbst bei genau übereinstimmenden Koeffizienten nicht vermeiden lässt, dass während der Aufheiz- oder Abkühlungsvorgänge ein bestimmtes Wårmegefälle zwischen den einzelnen Bauteilen entsteht, ist stets die Gefahr einer Verschiebung des Dichtkörpers inbezug auf die abzudichtenden Flanschen vorhanden, womit die Entstehung einer Undichtheit verbunden wäre. Wird nun, wie das in Fig. 6 - 8 dargestellt ist, mindestens einem Zentrieransatz der Zentrieransatzanordnung der Dichtung eine achsiale Bemessung erteilt, bei der die Flansche in angezogenem Zustand an diesem Ansatz rliegen oder wegen ihn gepresst sind, so wird die Dichtung dadurch zusätzlich auf dem Flansch fixiert, und zwar in unmittelbarer Nähe der Dichtkanten. Damit wird verhindert, dass Verschiebungen zwischen Dichtung und Dichtflächen auftreten können. Ausserdem wird erreicht, dass beim Anziehen der Dichtung ein Anschlag vorhanden ist. Die Bedienung erhält dadurch Gewissheit, dass beim Anziehen bis zu diesem Anschlag der erforderliche Dichtungsschluss erreicht ist.For bake-out connections or those for low temperatures Are to be used, care must always be taken to ensure that the TtWårmeaus expansion coefficient the materials used are the same size or are not too far apart such as B. in copper and stainless steel. But since it even matches exactly Coefficients cannot be avoided during the heating or cooling processes there is always a certain heat gradient between the individual components the risk of displacement of the sealing body in relation to the flanges to be sealed present, which would result in a leak. Will now how which is shown in Figs. 6-8, at least one centering lug of the centering lug arrangement the seal is given an axial dimensioning in which the flanges are tightened State on this approach or are pressed because of it, the seal is thereby additionally fixed on the flange, in the immediate vicinity of the sealing edges. This prevents displacements between the seal and the sealing surfaces from occurring can. In addition, it is achieved that a stop is present when the seal is tightened is. This gives the operator the certainty that when tightening up to this stop the required seal has been achieved.

Ss ist somit nicht mehr notwendig, einen Drehmomentschlüssel zu verwenden. Ausserdem wird ein völlig gleichmässiges Anziehen auf dem gesamten Umfange verwirklicht.It is therefore no longer necessary to use a torque wrench use. In addition, a completely even tightening is achieved over the entire circumference.

Bei Vakuumverbindungen wird vorzugsweise die Ausführung der Dichtung nach Fig. 6 zu verwenden sein, weil dadurch erreicht wird, dass auf der Vakuumseite keine engen Spalten entstehen, die das Abpumpen erschweren würden.In the case of vacuum connections, the execution of the seal is preferred to be used according to Fig. 6, because it is achieved that on the vacuum side there are no narrow gaps that would make pumping difficult.

Die bei der Ausführung nach Fig. 8 unterhalb der Vorsprünge 121, 221 ersichtlichen Ausnehmungen 992, 993 dienen der erleichterten Herstellung der Dichtung und dazu, beim Zusammenpressen den Dichtkanten ein einwandfreies Widerlager auf beiden seitlichen Anlageflächen 112, 212 ( Fig. 1 ) zu erteilen.In the embodiment according to FIG. 8 below the projections 121, 221 visible recesses 992, 993 serve to facilitate the production of the seal and in addition, when the sealing edges are pressed together, they have a perfect abutment to grant both lateral contact surfaces 112, 212 (Fig. 1).

Da bei den grösseren Flanschen nach PNDWtOP die Zentrierflächen 115, 215 nach Fig. 1 fehlen, ist die Anordnung des Zentrierringes 997 nach Fig. 8 zweckmässig, der den veranschaulichten Zentrieransatz 94 trägt, um die Dichtung gegebenenfalls innen zu zentrieren. In diesen Fällen wird der Innendurchmesser der Zentrierfläche 998 des Zentrieransatzes 996 der Dichtung in geeigneter 5;.eist grösser als der Imlendurchmesser der Rohrabschnitte 1, 2 der Flansche 12,22 in Fig. 8 eingestellt. Die Ausführung der Flansche 12, 22 nach Fig. 8 hat ausserdem den Vorteil, dass die Dichtflächen vor Beschädigung weitestgehend geschützt sind.Since with the larger flanges according to PNDWtOP the centering surfaces 115, 215 according to FIG. 1 are missing, the arrangement of the centering ring 997 according to FIG. 8 is appropriate, which carries the illustrated centering lug 94 to the seal if necessary center inside. In these cases the inner diameter becomes the centering surface 998 of the centering lug 996 of the seal in a suitable 5; .eist larger than the The inner diameter of the pipe sections 1, 2 of the flanges 12, 22 in FIG. 8 is set. The design of the flanges 12, 22 according to FIG. 8 also has the advantage that the Sealing surfaces are largely protected from damage.

bs ist leicht einzusehen, dass für eine solche Flanschausführung auch die Formgebung der Dichtscheibe nach Fig. 6, jedoch ohne den inneren Zentrieransatz 94, besondere Vorteile ergibt. Eine solche Ausführung ist besonders bei allen Festflanschen nach dem PtEU-PLOPsystem möglich, indem in den Flanschen die zusätzliche Ausdrehung angebracht wird.bs is easy to see that for such a flange design too the shape of the sealing disk according to FIG. 6, but without the inner centering shoulder 94, gives particular advantages. Such a design is particularly important for all fixed flanges possible according to the PtEU-PLOP system by making the additional recess in the flanges is attached.

Fig. 10 schliesslich veranschaulicht, dass zwischen den Flanschen 11 und 21 ein 0 - Ring in Verbindung mit einem nach Fig. 4 ausgebildeten von allen anderen Teilen getrennt angeordneten, selbstständigen Zentrierring 7 mit der Zentrierfläche 71 einerseits, den Flanschenzentrierflächen 115, 215 andererseits, vorgesehen sein kann.Fig. 10 finally illustrates that between the flanges 11 and 21 an O-ring in connection with one of them designed according to FIG. 4 other parts arranged separately, independent centering ring 7 with the centering surface 71 on the one hand, the flange centering surfaces 115, 215 on the other hand, may be provided can.

Claims

EXPECTATIONS

Ring-shaped metal seal, especially for flange and small flange connections of the components of vacuum equipment, with one of the surfaces to be sealed facing sealing bead surface as well as with centering ring and centering attachment arrangements, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that a centering ring (6,7,9,) and a the latter in the connection (1 - 3, 11, 21; 1,2,12,22,121,122) in their sealing and Centering lug (52; 82; 92; 98-99) of the metallic sealing bead touching the centering state (51; 81; 93; 991) are themselves available as separate, independent components are (Figs. 3 - 10).

2. Metal seal according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that in the connection one, in relation to the axial center line of the same, radially outer limiting surface (521) of a centering shoulder (52) of the metallic sealing bead (51) the radially inner boundary surface (61) of the centering ring (6) touches (Fig. 3).

3. Metal seal according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that in the connection one, in relation to the axial center line of the same, radially inner boundary surface (821) of a centering shoulder (82) of the metallic sealing bead (81) the radially outer boundary surface (71) of the centering ring (7) touches (Fig. 4)

4. Metal gasket according to claims 1 - 3, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that in the Connection of the radially outer boundary surface (921) of a centering attachment (92) of the metallic sealing bead (93) the radially inner boundary surface (91) of the radially outer centering ring (9) and / or the radially inner lying boundary surface (941) of a centering shoulder (94) of the metallic Sealing bead the radially outer limiting surface (951) of a radial touch the inner centering ring (95) (Fig. 5).

5. Metal seal according to one of claims 1-4, d a d u r c h g I do not know that those directed radially outwards and inwards Centering lugs (92,94i95, 98) of an annular, radially between the centering lugs lying metallic sealing bead (93) of a latter forming disc (92, 93, 94; 95, 95 98) different, axially measured thicknesses (922, 942; 96, 97) (Fig. 6, 7).

6. Metal seal according to claim 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a dimensioning of the stronger of the two centering lugs (92, 98) of the annular, The metallic sealing bead (93 ) the disc (92, 93, 94; 95, 93 98,), in which its lateral boundary surfaces (923, 924; 981, 982) under the action of the sealing pressure at least in the closing Contact with the corresponding flange surfaces to be sealed (112, 212; 133, 233 Y stand (Fig. 6, 7)} only as a supplement (Fig. 1 and 9).

7. Metal seal according to one of claims 5-6, d a d u r c h g I do not know that the stronger (92) is directed outwards and inwards Centering lugs (92, 94) of a sealing washer (92, 93, 94) in the direction radially outwards on the metallic sealing bead (93) of the sealing washer is connected (Fig. 6).

8. Metal seal according to one of claims 5 and 6, d a d u r c h It is not noted that the stronger one (98) radially outwards and downwards inwardly directed centering lugs (98, 95) in the direction radially inward to the metallic sealing bead (93) of the sealing washer is connected. (Fig. 7).

9. 1 # metal seal according to one of claims 1 - 8, d a d u r c h g to note that a sealing bead in the unformatted state is Has cross-section of a circle or a bllipse, the larger axis of which is expedient runs in the seal of a radius of the center plane of the sealing washer (Fig. 2 - 9).

Metal seal according to one of Claims 1 to 9, d a d u r c h g e k It is noted that the sealing bead (0) is designed as an O-ring is available.

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