DE29918170U1 - Flansch für die Anwendung auf dem Gebiet der Ultra-Hoch-Vakuum-Technik - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS

BESELERSTRASSE 4 DR. ULRICH GRAF STOLBERG (- 1998)

D - 22607 HAMBURG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

DIPL.-ING. ARNULF HUBER
DR. ALLARD von KAMEKE
DIPL.-BIOL. INGEBORG VOELKER DR. PETER FRANCK
DR. GEORG BOTH
DR.ULRICH-MARIA GROSS
DR. HELMUT van HEESCH
DR. JOHANNES AHME
DR. HEINZ-PETER MUTH
DIPL.-ING. LARS MANKE

Deutsches Elektronen- dr.martin weber-quitzau

Synchrotron DESY dr.berndjanssen

Notkestr. 85 dr. albrecht von menges

Oktober 1999
22603 Hamburg (G 51514 HU/wo)

Flansch für die Anwendung auf dem Gebiet der Ultra-Hoch-Vakuum-Technik

Die Erfindung betrifft einen Flansch gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für die Ultra-Hoch-Vakuum-Verbindung von Aluminium-Systemen ist die Herstellung von Flanschen erforderlich, die einerseits UHV-Bedingungen erfüllen und andererseits mit den Einzelkomponenten verbunden werden können. Diese Verbindung von Flansch/Komponente wird in der Regel durch Schweißen hergestellt, was bedingt, daß auch der Flansch aus Aluminium hergestellt wird. Solche Flansch-Systeme werden in der UHV-Technik primär dadurch abgedichtet, daß zwischen die Flansche ein Dichtring eingelegt wird, der von an den Flanschen vorgesehenen Schneidenflanken durch Fließpressen verformt wird. Weit verbreitet ist dabei die Kombination Edelstahlschneide und Kupferdichtung.

Für Aluminium-Systeme werden bereits von der japanischen Firma ULVAC Flansche mit hohem Siliciumanteil hergestellt, die anschließend mit einer Hartstoffschicht aus Titannitrid (TiN)

versehen werden. Für die Verbindung von solchen Alu-Flanschen sind Reinst-Aluminium-Dichtungen erforderlich, da diese besonders weich sind und den eindringenden Dichtschneiden am wenigsten Widerstand entgegensetzen. Die Standzeit der Schneiden wird dabei unter anderem durch den Reibwert bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Standzeit der Schneiden an Aluminium-Flanschen, die in der UHV-Technik eingesetzt werden, zu verlängern.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen Teilschnitt durch ein Flansch-System; und
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1.

Figur 1 zeigt ein Flansch-System mit zwei Flanschen A und B, zwischen die eine Dichtung 2 eingelegt ist. Die Flansche A und B werden durch Schraubverbindungen zusammengehalten, die durch die strichpunktierten Linien 4 und 4' angedeutet sind. Im unteren Teil von Figur 1 erkennt man dafür je eine Bohrung 5A bzw. 5B, die miteinander fluchten.

Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1, die den Bereich der Dichtung 2 deutlicher werden läßt. Die Flansche A und B weisen jeweils eine Rückseite 1, eine Vorderseite 3 und einen die Vorderseite 3A, 3B und die Rückseite IA, IB verbindenden Rand 5 auf. An der Vorderseite 3A bzw. 3B jedes Flansches A bzw. B ist eine Vertiefung 6A, 6B vorgesehen, die zur Aufnahme der Dichtung 2 dient. Die Vertiefungen 6A, 6B erstrecken sich von der

Mittellinie der Flansche A, B nach außen, enden jedoch im Abstand von den Bohrungen 5A, 5B und weisen damit einen Abstand zu den Mittellinien 4, 4' auf. Die Vertief ungen 6A, 6B sind Flächen, die parallel zu den Rückseiten IA, IB sowie zu den Vorderseiten 3A, 3B verlaufen. In der Nähe der radialen Enden der Vertiefungen 6A, 6B ist in jedem Flansch A bzw. B eine zur Vorderseite 3A bzw. 3B gerichtete Schneide 8A bzw. 8B vorgesehen, die einen Winkel von 10° bis 30°, vorzugsweise 15° gemessen zu einer Normalen auf die Fläche der Vertiefungen 6A, 6B haben. Der Spitzenwinkel der Schneiden 8A, 8B beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 90°.

Gemäß Erfindung sind die Flansche A, B aus einer Aluminium-Legierung des Typs AlMgSiI geschmiedet und mit einer Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen, was dazu führt, daß der Trockenreibwert der Schneiden 8A, 8B extrem gering ist. Dies führt wiederum dazu, daß sich die Standzeit der Schneiden 8A, 8B gegenüber den bekannten UHV-Flansch-Systemen wesentlich erhöht.

Claims (3)

1. Flansch für die Anwendung auf dem Gebiet der Ultra-Hoch- Vakuum-Technik, mit einer Rückseite (1A, 1B), einer Vorderseite (3A, 3B) und einem die Vorderseite und die Rückseite verbindenden Rand (5A, 5B), wobei die Vorderseite eine Dichtfläche (6A, 6B) mit mindestens einer Dichtschneide (8A, 8B) zum Eindringen und Verformen einer Dichtung (2) bei hergestellter Flanschverbindung aufweist und wobei der Flansch aus einer Aluminium-Legierung mit hohem Siliciumanteil hergestellt und anschließend mit einer Hartstoffschicht aus Titannitrid (TiN) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (A, B) im Bereich der Dichtschneide (8A, 8B) mit einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff beschichtet ist.

2. Flansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Flansch verwendete Aluminium-Legierung AlMgSi1 ist.

3. Flansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenwinkel der Dichtschneide (8A, 8B) 10° bis 30°, vorzugsweise 15° beträgt.