DE29603292U1

DE29603292U1 - Flanschkupplung zum Verbinden von Vakuumbehältern

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Publication number: DE29603292U1
Application number: DE29603292U
Authority: DE
Original assignee: GSI Gesellschaft fuer Schwerionenforschung mbH
Current assignee: GSI Gesellschaft fuer Schwerionenforschung mbH
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2006-02-24

Description

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Beschreibung:

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Flanschkupplung zum Verbinden von Vakuumbehältern wie z.B. Vakuumrezipienten miteinander über Flansche mit einem Verbindungsstück bestehend aus zwei, an einen metallischen Feder- oder Wellbalg dicht angeschweißten Flanschen, deren einer an den einen Behälter dicht angeschraubt ist und deren anderer eine weitere Dichtung an der Stirnseite aufweist.

Beim Verbinden von Vakuumbehältern muß die Kupplung oft axiale Wegänderungen sowie laterale Abweichungen ausgleichen. Dazu werden Federungskörper verwendet, die aus zwei Flanschen mit einen metallischen dazwischen Balg bestehen. Bei Vakuumrezipienten, die miteinander über sehr große Flächen verbunden werden müssen und deren Abstand voneinander sehr eng ist, ist es jedoch schwierig, diese durch, elastische Elemente genau zueinander zu justieren. Die Elatizität dieser Elemente wird durch die verwendeten Materialkomponenten, die Materialdicke, die je nach Durchmesser durch den Außendruck mehr oder weniger stark sein muß und deren Länge in axialer Richtung bestimmt. Die Justier-Verstellkräfte in lateraler Richtung können dabei Größen annehmen, die bei geringstem Justierhub besondere Stand- und Halterungskonstruktionen der zu verbindenden Rezipienten erforderlich machen. Die bekannten Verbindungsvorrichtungen lassen dazu bei lateraler Justierung nur einen sehr kurzen Justierhub zu, wobei die Dichtungen beim Justieren durch Gleitreibung infolge lateraler Bewegungen einem hohen Verschleiß unterliegen.

Die vorliegende Neuerung hat daher zur Aufgabe, eine Flanschkupplung zum Verbinden von Flanschen an Hoch- oder Ultrahochvakuumbehältern anzugeben, die auf einfache Weise sowohl axial als auch lateral justierbar ist und bei welcher während des Justiervorgangens auf die Dichtung keine lateralen Kräfte mehr ausgeübt werden.

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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Neuerung vor, daß die Kupplung einen Verbindungsflansch aufweist, der über einen verschweißten metallischen Membranbalg gasdicht mit dem Anschraubflansch eines ersten Behälters verbunden ist und der an den Endflansch eines zweiten Behälters angeschraubt ist. Dabei ist auf der Außenfläche des Verbindungsflansches ein C-Dichtungsring gelegen, welcher der Dichtflächen des Endflansches gegenüberliegt, wobei der die Flansche mittels einer Spannmutter verspannende Gewindebolzen im Endflansch in einer Bohrung gleichen Durchmessers sitzt, während die Gegenbohrung im Verbindungsflansch größeren Durchmesser als der Bolzen aufweist. Die Spannmutter drückt dabei über eine Justierscheibe größeren Durchmesseres als die Gegenbohrung gegen die Hinterfläche des Verbindungsflansches, wobei der Weg der Mutter auf dem Bolzen nach außen durch einen Sicherungsstift begrenzt ist. Auf dem Gewindebolzen sitzt weiterhin eine Feder in einer Ausnehmung der Stirnfläche des Endflansches und drückt über eine Scheibe gegen die Außenfläche des Verbindungsflansches.

Einzelheiten der vorliegenden Neuerung werden im folgenden und anhand der Figur, die einen Querschnitt durch die neue Flanschkupplung zeigt, näher erläutert:

Gemäß der Figur bestehen die Hauptelemente der neuen Flanschkupplung aus dem Verbindungsflansch 1 und dem Endflansch 2, die miteinander verschraubt werden sollen. Der Verbindungsflansch 1 ist über einen verschweißten metallischen Membranbalg 3 gasdicht an den Anschraubflansch 4 eines nicht dargestellten Vakuumrezipienten angeschlossen. Der Membranbalg 3 sorgt dabei für axiale Beweglichkeit des Verbindungsflansches 1. Der Endflansch 2 besitzt eine Anschweißeindrehung 5, mittels welcher er an einen weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Vakuumrezipienten starr angeschweißt wird. Seine Lage ist somit starr. Sollen beide Vakuumrezipienten miteinander ver-

bunden werden, müssen der Verbindungsflansch 1 und der Endflansch 2 je nach Ausgangslage eine Lageabweichung zueinander ausgleichen. Dies erfolgt dadurch, daß bei der neuen Kupplung die axiale und die laterale Beweglichkeit strikt voneinander getrennt und unabhängig sind.

Hauptdichtung der Kupplung ist der auf einem Bund 7 der Außenfläche 13 des Verbindungsflansches 1 gelegene C-Dichtungsring 5, welcher der Dichtflächen 6 des Endflansches 2 gegenüberliegt und beim Anpressen des Verbindungsflansches 1 die Dichtfunktion zwischen den Flanschen 1 und 2 übernimmt. Die laterale Beweglichkeit der zum Justieren beiden Flanschen 1 und 2 gegeneinander wird nun dadurch bewirkt, daß der die Flansche mittels der Spannmutter 11 verspannende Gewindebolzen 8 im Endflansch 2 in einer Paßbohrung gleichen Durchmessers in fester Position sitzt und darin durch eine Hutmutter 10 oder durch Einkleben gesichert ist, während die Gegenbohrung 9 im Verbindungsflansch 1 einen größeren Durchmesser als der Bolzen 8 aufweist. Dabei drückt die Spannmutter 11 über eine Justierscheibe 18 größeren Durchmesseres als die Gegenbohrung 9 gegen die Hinterfläche des Verbindungsflansches 1. Die laterale Verschiebung der beiden Flansche 1 und 2 gegeneinander kann somit maximal Durchmesser der Gegenbohrung 9 minus Durchmesser des Gewindebolzens 8 betragen.

Eine weitere Besonderheit besteht in dem Zusammenwirken des Gewindenbolzens 8 mit der auf ihm sitzenden Feder 12, einer Teller- oder einer Schraubenfeder und der Federkraft des Membranbalges 3. Die Feder 12 sitzt dabei auf dem Bolzen 8 in einer Ausnehmung 14 der Stirnfläche 6 des Endflansches 2 und drückt über eine Scheibe 15 gegen die Außenfläche 13 des Verbindungsflansches 1. Die Feder 12 wirkt damit gegen den Membranbalg 3 und drückt die Flansche 1 und 2 bei gelöster Mutter 11 auseinander. Der Weg der Mutter 11 auf dem Bolzen 8 wird dabei nach außen durch einen Sicherungsstift 16 begrenzt, wobei sich durch Drehen der Mutter 11 für das Ausrichten vor dem

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endgültigen Verspannen ein ganz präziser Spalt 17 zwischen dem Endflansch 2 und dem Verbindungsflansch 1 bzw. dessen C-Ring Dichtung 5 einstellen lässt. Dadurch wird verhindert, daß die Flanschdichtfläche 6 beim Justieren auf der C-Dichtung 5 gleitet, wodurch jedes Leckrisiko nach der Justierung ausgeschaltet ist.

Vor dem lateralen Justieren wird der Verbindungsflansch 1 vom Festflansch durch nicht dargestellte Elemente auseinandergedrückt, so daß jede Gleitreibung zwischen dem C-Ring und der Flanschdichtfläche 6 vermieden wird. Dadurch wird dessen Haltbarkeit wesentlich erhöht, so daß sich ein C-Ringwechsel trotz häufiger Justierung erübrigt. Durch die Anordnung der Justierscheiben 18 kann der laterale. Justierhub maximiert werden, ohne daß dadurch die Justierverstellkraft wesentlich beeinflußt wird. Bei gefetteten Justierscheiben 18 können somit die Fußkonstruktionen der zu verbindenden Vakuumrezipienten, deren Halterungen und die erforderlichen Justiervorrichtungen entsprechend der Mischreibungskompensation im Justierscheibenbereich ausgelegt werden. Durch die Verlagerung des lateralen Justierhubes in den Verbindungs- und Endflanschbereich müssen die elastischen Verbindungselemente z.B. der Membranbalg 3 nur noch für den axialen Justierhub ausgelegt werden, so daß deren Länge extrem minimiert werden kann.

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Bezuaszeichenliste:

1 Verbindungsflansch

2 Endflansch

3 Membranbalg

4 Anschraubflansch

5 C-Ring Dichtung

6 Stirn-, Flanschdichtfläche

7 Bund

8 Gewindebolzen

9 Gegenbohrung

10 Hutmutter

11 Spannmutter

12 Feder

13 Außenfläche

14 Ausnehmung

15 Scheibe

16 Sicherungsstift

17 Spalt

18 Justierscheibe

Claims

Gesellschaft für Schwer- Darmstadt, den 22. Feb. 1996 ionenforschung mbH PLA 9617 Sdt/he

ANR 1078 259

Schutzanspruch:

Flanschkupplung zum Verbinden von Vakuumbehältern wie z.B. Vakuumrezipienten miteinander über Flansche mit einem Verbindungsstück bestehend aus zwei, an einen metallischen Federoder Wellbalg dicht angeschweißten Flanschen, deren einer an den einen Behälter dicht angeschraubt ist und deren anderer eine weitere Dichtung an der Stirnseite aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Kupplung weist einen Verbindungsflansch (1) auf, der über einen verschweißten metallischen Membranbalg (3) gasdicht mit dem Anschraubflansch (4) eines ersten Behälters verbunden ist und der an den Endflansch (2) eines zweiten Behälters angeschraubt ist,

b) auf der Außenfläche (13) des Verbindungsflansches (1) ist ein C-Dichtungsring (5) gelegen, welcher den Dichtflächen (6) des Endflansches (2) gegenüberliegt,

c) der die Flansche mittels einer Spannmutter (11) verspannende Gewindebolzen (8) sitzt im Endflansch (2) in einer Bohrung gleichen Durchmessers, während die Gegenbohrung (9) im Verbindungsflansch (1) größeren Durchmesser als der Bolzen (8) aufweist,

d) die Spannmutter (11) drückt über eine Justierscheibe (18) größeren Durchmesseres als die Gegenbohrung (9) gegen die Hinterfläche des Verbindungsflansches (1), wobei der Weg der Mutter (11) auf dem Bolzen (8) nach außen durch einen Sicherungsstift (16) begrenzt ist,

e) auf dem Gewindenbolzen (8) sitzt eine Feder (1) in einer Ausnehmung (14) der Stirnfläche (6) des Endflansches (2) und drückt über eine Scheibe (15) gegen die Außenfläche (13) des Verbindungsflansches (1).