DE2825492C3 - Verfahren zum Herstellen einer abgestumpft konischen Metalldichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer abgestumpft konischen Metalldichtung durch Abstellen eines Hohlzylinders, derart, daß die imaginäre K.onusspitze auf der Mittelachse des Hohlzylinders liegt

Das Abstechen von Dichtungsringen aus Gummi, Kunststoff oder Metall von Hohlzylindern ist bekannt (vgl. DE-PS 11 99 076, DE-Gbm 69 00 506 und DE-AS 11 52 855). Auch sind konisch ausgebildete Dichtungen als solche beispielsweise aus der GB-PS 9 28 699 und dem DE-Gbm 18 40 241 bekannt

Absperrschieber oder Ventile für sehr hohe Vakuumdienste, beispielsweise in Nuklearfusionsanlagen, sind einem Hor^-Temperatur-wFestbacken« ausgesetzt (einer Heißbehandlung gewöhnlich bei 15° bis 450° zum Antreiben von an den innenwandflächen von Vakuumgefäßen ausgelagerten Gasen). Wegen dieser Behandlung sind keine Dichtungen aus Gummi oder anderen ähnlichen Stoffen erwünscht Auch werden Stoffe, die Zersetzungseffekte von Strahlungen aushalten, für die Herstellung von Dichtungen für die Verwendung in den Nuklearfusionsanlagen bevorzugt Um diesen Anforderungen zu entsprechen, wurde bereits eine Dichtungseinrichtung mit metallischen Dichtungen entwickelt Hiermit treten aber Probleme und Nachteile auf.

Zum dichten Abschließen der Luft mittels einer metallischen Dichtung in einer Hochvakuumumgebung muß nämlich ein sehr hoher Druck für den Kontakt zwischen der Dichtung und dem Ventilsitz angelegt werden. Die Kontaktflächen dieser beiden Teile müssen deshalb sehr genau geschliffen sein. Außerdem muß eine gleichmäßige Plattierung vorgenommen werden, um eine ausreichende Lebensdauer zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen abgestumpft konischer Metalldichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu erzielen, das in wirtschaftlicher Weise Dichtungen ergibt, die als Präzisionsdichtungen für Hochvakuum eine einheitliche Ausbildung genauer Dichtflächen am ganzen Umfang aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlzylinder vor dem Abstechen lediglich am inneren und äußeren Umfang mit einem weichen Metall beschichtet wird.

Auf diese Weise wird eine Metalldichtung mit u.a. gleichmäßig scharfen Kanten an den Kontaktflächen einfach erzielt Auch ergeben sich Dichtungen mit höherer Genauigkeit an Innen^ und Aüßendurchmesser iiif wirtschaftliche Weise*

Vorzugsweise erfolgi die Beschichtung durch Plättie* fijüi Ausführüngsbeispiele der Erfindung werden nächfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wobei zum besseren Verständnis die

Fi g. 1 bis 3 bekannte Dichtungsausbildungen zeigen. Weiterhin zeigt

Fig.4 bis 6 eine Reihe von Schnitten mit der Arbeitsfolge des Verfahrens,

Fig.7 eine Teilansicht im Vertikalschnitt der metallischen Dichtung nach der Erfindung in größerem Maßstab,

F i g. 8 u. 9 vertikale Seitenschnitte der Dichtung bei Gebrauch und

F i g. 10 eine Teilseitenansicht im Vertikalschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Metalldichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, in größerem Maßstab.

Zunächst sollen die vorstehend angedeuteten Nachteile beim Stand der Technik noch einmal konkret an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert werden.

Die F i g. 1 zeigt eine Dichtungsanordnung mit in der Figur oberen und unteren Flanschen h, i, die entsprechend an den gegenüberliegenden Enden von Rohren f. g angebracht und mit Rillen m. π in aneinanderliegenden Flächen und mit einer im kombinierten Raum der Rillen m, η eingepaßten metallischen Dichtung versehen sind, um die Flansche abzudichten. Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, besitzt die metallische Dichtung a die Form eines abgestumpft konischen Elements. Sie besitzt Kontaktflächen b, c (Enddichtflächen), die parallel zur Mittelachse der Dichtung verlaufen. Das Bezugszeichen ^bezeichnet die Innenfläche und e die Außenfläche. Diese metallische Dichtung besteht aus einem elastischen Federstahl, der in die konisch-zylindrische Form geschnitten ist, wobei alle Flächen b bis e plattiert oder in sonstiger Weise beschichtet worden sind. Bei einer auf diese Weise hergestellten Dichtung sollten die scharfen Kanten b\ und Ci gleichmäßig hart-plattiert sein.

Aber es ist schwierig, die Kanten am ganzen Umfang der Dichtung gleichmäßig zu mav/ien, d. h., die Dichtung kann auf die Innen- und Außendurchmesser nicht genau wie gewünscht geschliffen werden und besitzt somit eine kurze Lebensdauer.

Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Innen- und die Außenfläche c/und e der Dichtung, die keine dicke Plattierung vei langen, so dick plattiert werden müssen, wie die beiden Kontaktflächen, für die eine schwere Plattierung zur guten Dichtwirkung von Bedeutung ist In diesem Sinne ist das Verfahren des Plattierens der Schnittflächen des stumpfen konischen Zylinders unwirtschaftlich. Diese Nachteile ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht.

F i g. 4 zeigt einen Hohlzylinder 1 aus einem Grundmetall, z. B. gewöhnlichem oder rostfreiem Stahl. Zuerst werden die Innen- und die Außenflächen des Metallzylinders überall mit einem weichen Metall, z. B. durch Plattierung, beschichtet wie es F i g. 5 zeigt. Dann wird, wie es F i g. 6 zeigt, der Zylinder an konischen Flächen B geschnitten, deren Scheitel auf der Mittellinie A des Zylinders liegen, so daß nacheinander Metalldichtungen 4 entstehen. Fig. 7 zeigt in größerem Maßstab einen Teil der so erhaltenen Metalldichtung 4. Ihre Scharfen Kanten sind mit 2a und 3a bezeichnet

Wenn nun die Metalldichtung 4 in einen Raum, wie nach FigiB, der von Nuten 7a und 8a passender Flansche 7 und 8 gebildet wird, eingepaßt wird, kommen die weichen Metallschichten 2 und 3 in Kontakt mit den Seitenflächen der Nuten 7a und 8a bei gleichzeitigem Kontakt der schärfen Kanten 2a, 3ä mit den Ecken Tb

und 86 der Nuten. Wenn die Flansche 7 und 8 aneinander befestigt sind, unterliegt die Metalldichtung 4 einer elastischen Verformung in einem Grad, der der angelegten Befestigungskraft entspricht Gleichzeitig werden die weichen Metallschichten 2 und 3 gegen die Seitenwände der Nuten Ta und Sa und ihre scharfen Kanten 2a und 3a gegen die Nutenecken 76 und Sb gedruckt und so ein luftdichter Abschluß zwischen den Flanschen 7 und 8 erzielt. Wenn die Flansche 7 und 8 unbefestigt und getrennt sind, wie in Fig.9, kehren die Metalldichtungen 4 durch ihre eigene Federkraft aus der gestrichelt gezeichneten Lage in die voll ausgezogene

Lage zurück. Das Wiederbefestigen der Flansche 7 und 8 bringt die Dichtung in den Zustand nach F i g, 8 zurück und stellt eine Dichtung zwischen diesen Flanschen her·

Die scharfen Kanten 2a und 3a können in der Form (Fig. 10) durch Abschrägen des unteren Endes der weichen Metallschicht 2 wie bei 5 abgeändert werden und das obere Ende der weichen Metallschicht 3 wird wie bei 6 abgeändert.

Die nach dem Verfahren hergestellte Dichtung kann für Verschlüsse, z. B. Vakuumventile, Vakuumabsperrschieber, Vakuumflasche und Hoch- und Niedrigtemperaturverschlüsse verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

OQ OR AQO 4.KJ X-^j -τ c/λ. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer abgestumpft konischen Metalldichtung durch Abstechen eines Hohlzylinders, derart, daß die imaginäre Konusspitze auf der Mittelachse des Hohlzylinders liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder vor dem Abstechen lediglich am inneren und äußeren Umfang mit einem weichen Metall beschichtetwird. I"

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Plattieren erfolgt