Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Rohrverbindungen nach dem Oberbegriffs von Anspruch 1 und genauer auf
eine Rohrverbindung zum Gebrauch in
Fluidsteuervorrichtungen zur Herstellung von Halbleitern, wobei die
Rohrverbindung zum Verbinden von Mengendurchflußsteuerungen,
Ein-Aus-Ventilen und zum Verbinden von Blöcken, die
zwischen diesen Vorrichtungen angeordnet sind, geeignet ist.
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Fluidsteuervorrichtungen zum Gebrauch bei der Herstellung
von Halbleitern umfassen eine Reguliervorrichtung wie
beispielsweise eine Mengendurchflußsteuerung zum Steuern
der Durchflußrate oder eine Drucksteuerung, und ein Ein-
Aus-Ventil in Kombination mit der Reguliervorrichtung. Es
ist bekannt, die Mengendurchflußsteuerung durch einen
geeigneten Verbindungsblock als eine bevorzugte Anordnung
(siehe die JP-A Nr. 8326 943 äquivalent zu der EP-A-745
918) mit dem Ein-Aus-Ventil zu verbinden. Fig. 10 zeigt
den Aufbau einer Rohrverbindung, die in der Anordnung
enthalten ist.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 10, weist die Rohrverbindung
ein äußeres Rohrverbindungselement 91 mit einer
aneinanderstoßenden Endfläche, die mit einem hohlen,
zylindrischen Vorsprung 95 ausgebildet ist, ein inneres
Rohrverbindungselement 92 mit einem ausgesparten Einsetzbereich
96, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und in
einer Einsetzendfläche von diesem ausgebildet ist, eine
ringförmige Dichtung 93, die zwischen den zwei Verbindungselementen
91, 92 angeordnet ist, und ein
Rückhalteelement 94 zum Halten des Außenumfangs der Dichtung 93, um
die Dichtung 93 an dem inneren Rohrverbindungselement 92
zu halten, auf. Der Vorsprung 95 des äußeren
Rohrverbindungselementes 91 ist an seinem vorstehenden Ende mit
einer ringförmigen Dichtungsanpassungsaussparung 100
ausgebildet. Der kreisförmige, ausgesparte Bereich 96 des
inneren Rohrverbindungselementes 92 umfaßt einen das
Rückhalteelement haltenden, zylindrischen Bereich 97, der an
seinem vorstehenden Ende mit einer
Dichtungsanpassungsaussparung 101 ausgebildet ist. Die Bodenflächen der
ausgesparten Bereiche 100, 101 sind entsprechend mit
ringförmigen Dichtungsklemmvorsprüngen 98, 99 ausgebildet.
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Jedes der Verbindungselemente 91, 92 kann ein
Verbindungsblock, ein Mengendurchflußsteuerungshauptkörper oder
ein mit dem Ein-Aus-Ventil verbundener Block sein. Eines
dieser Verbindungselemente 91, 92 ist ein Außenteil, und
das andere Element ist ein Innenteil. Der
Einsetzvorsprung 95 des Außenverbindungselementes 91 ist in den
Aussparungsbereich 96 des Innenverbindungselementes 92
eingesetzt, wodurch die Elemente 91, 92 daran gehindert
werden, radial zueinander abzuheben. Das Rückhalteelement
94, das die Dichtung 93 hält, ist an dem zylindrischen
Bereich des Innenverbindungselementes 92 befestigt, um
eine Dichtwirkung zu sichern.
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Die beschriebene herkömmliche Rohrverbindung umfaßt zwei
Arten von Verbindungselementen, d. h., ein Außen- und ein
Innenteil, so daß, wenn diese Elemente verbunden werden
sollen, jedes Element identifiziert werden muß, um für
die Verbindung seine Ausrichtung zu unterscheiden. Der
Verbindungsvorgang nimmt daher viel Zeit in Anspruch,
während, wenn die Ausrichtung der Verbindung umgekehrt
werden muß, ein Bedarf an dem Gebrauch zusätzlicher
Verbindungselemente mit umgekehrter Außen-Innen-Beziehung
besteht.
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Wenn die Unterscheidung zwischen Außen- und Innenteil
wegfällt, kann der Vorteil, den radialen Versatz zu
verhindern, nicht mehr erreicht werden, so daß das
Innenverbindungselement 92 radial relativ zum
Außenverbindungselement 91 anheben kann. In dem Fall, daß das
dichtungshaltende Rückhalteelement 94 um den zylindrischen Bereich
97 des Innenverbindungselementes 92 angeordnet ist, ist
es unwahrscheinlich, daß der Dichtungsklemmvorsprung 99
von diesem radial relativ zur Dichtung 93 verschoben
wird, wohingegen, wenn das Rückhalteelement 94 nicht an
dem Außenverbindungselement 91 befestigt ist, der
Dichtungsklemmvorsprung 98 leicht radial relativ zur Dichtung
93 angehoben werden kann. Folglich entsteht das Problem,
daß der Klemmvorsprung 98 von der Dichtungsendfläche
gelöst wird und die Dichtung beeinflußt wird.
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Diese Art von Rohrverbindung weist weiterhin das Problem
auf, daß sie eine Fluidleckage zuläßt, wenn sie einer
Biegekraft ausgesetzt wird. Wenn die Verbindung für einen
sehr hohen Sauberkeitsgrad geeignet sein soll, verbleibt
weiterhin ein zu lösendes Problem hinsichtlich der zu
gebenden
Konfiguration der ringförmigen
Dichtungshaltevorsprünge.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
die Unterscheidung zwischen Außen- und Innenteil der
Verbindungselemente zu eliminieren und eine Rohrverbindung
zu schaffen, bei der eine Beeinflussung der Dichtwirkung
aufgrund eines Abhebens oder Verschiebens verhindert
wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Rohrverbindung zu schaffen, welche die Leckage von Fluid
verhindert, sogar, wenn diese einer Biegekraft ausgesetzt
wird.
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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin,
eine Rohrverbindung zu schaffen, die ringförmige
Dichtungsklemmvorsprünge optimaler Gestalt aufweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der Rohrverbindung der Erfindung kann das
Rückhalteelement an jedem der ersten und zweiten
Verbindungselemente befestigt werden, so daß die Verbindungselemente
miteinander verbunden werden können, ohne daß zwischen
Außenverbindungselement und Innenverbindungselement
unterschieden werden muß. Das Rückhalteelement ist an dem
Verbindungselement, mit dem der kleine Bereich der Dichtung
in Kontakt steht, befestigt, wodurch die Dichtung ordentlich
relativ zu dem ringförmigen Vorsprung dieses
Verbindungselementes positioniert werden kann. Der große
Bereich der Dichtung ist an dem anderen Verbindungselement
im Stützkontakt mit diesem angeordnet, so daß, selbst
wenn der ringförmige Vorsprung des anderen
Verbindungselementes radial relativ zur Dichtung abhebt, der
ringförmige Vorsprung weniger dazu neigt, von der
Dichtungsendfläche in entsprechender Relation zu dem größeren Bereich
dieser Dichtungsendfläche gelöst zu werden. Dies schließt
die Beeinflussung der Dichtwirkung aus.
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Vorzugsweise ist die Rohrverbindung derart ausgebildet,
daß, wenn die Rohrverbindung vollständig angezogen ist,
sich jeder ringförmige Vorsprung im Preßkontakt mit der
Dichtungsendfläche befindet, wobei die
aneinanderstoßenden Endflächen der Verbindungselemente jeweils an einem
Bereich von diesen radial auswärts des
Aussparungsbereiches miteinander in Kontakt stehen. Wenn sie auf diese
Weise ausgebildet ist, weist die vollständig angezogene
Rohrverbindung einen vergrößerten Kontaktbereich
einschließlich des Kontaktbereiches zwischen der Dichtung
und den Verbindungselementen auf, weiterhin den
Kontaktbereich zwischen Verbindungselementen, und sichert somit
Fluiddichtheit, sogar, wenn sie einer äußeren Biegekraft
ausgesetzt wird.
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Besser noch umfaßt die Endfläche jedes zylindrischen
Bereiches einen flache Innenfläche einwärts des
ringförmigen Vorsprungs und eine flache Außenfläche auswärts des
ringförmigen Vorsprungs, wobei die flache Innenfläche
über die flache Außenfläche axial von dem zylindrischen
Bereich vorsteht und die flache Innenfläche jedes
zylindrischen Bereiches dazu geeignet ist, mit der
Dichtungsendfläche in Kontakt zu kommen, bevor die
aneinanderstoßenden Endflächen der Verbindungselemente an den radialen
Außenbereichen miteinander in Kontakt kommen.
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Vorzugsweise ist jeder ringförmige Vorsprung radial
auswärts des Innenumfangs des zylindrischen Bereiches
angeordnet und besitzt im Querschnitt eine Kontur, die einen
kreisbogenförmigen Bereich, der sich radial auswärts von
der Endfläche des zylindrischen Bereiches erstreckt, und
einen geraden Bereich, der sich an den kreisbogenförmigen
Bereich anschließt, aufweist, wobei der kreisbogenförmige
Bereich einen Mittelpunkt radial auswärts einer
Verbindung des kreisbogenförmigen Bereiches und des geraden
Bereiches besitzt, und der gerade Bereich in einem Winkel
von 30 bis 60 Grad hinsichtlich einer Achse des
zylindrischen Bereiches geneigt ist. Wenn die Schrauben für die
Verbindungselemente angezogen werden, drückt der
ringförmige Vorsprung jedes Verbindungselementes zuerst gegen
die Endfläche der diesem gegenüberliegenden Dichtung, und
der Innenkantenbereich des zylindrischen Bereiches der
Endfläche jedes Verbindungselementes kommt mit dem
Innenkantenbereich der Dichtungsendfläche in engen Kontakt, um
eine Dichtung zu bilden. Obwohl sich die Dichtung am
meisten an der Position, an welcher der ringförmige
Vorsprung angeordnet ist, deformiert, ist diese Position
nicht an der Innenkante der Dichtungsendfläche sondern
auswärts der Innenkante, so daß sich der am stärksten
deformierende
Dichtungsbereich auswärts der Innenkante
befindet. Folglich ist es unwahrscheinlich, daß der
Innenumfangsbereich der Dichtung Falten wirft und eine
Ablagerung von Schmutz und Fremdkörpern zuläßt. Der geneigte,
gerade Bereich, der in der Kontur des Vorsprungs
angeordnet ist, verhindert die beim Entfernen der Dichtung beim
Auseinanderbauen der Rohrverbindung auftretende
Schwierigkeit bei einer Kontur, die einen sich axial
erstreckenden, geraden Bereich umfaßt. Weiterhin kann in diesem
Fall eine Veränderung in der durch die Hand
wahrgenommenen Reaktion während des Anziehens schneller erkannt
werden, als Weise der Vorsprung insgesamt die Form eines
Kreisbogens auf. Somit weist der Vorsprung mit der
speziellen Kontur die entsprechenden Vorteile des Vorsprungs
mit nur einer kreisbogenförmigen Kontur und des
Vorsprungs mit einem sich axial gerade erstreckenden
Bereiches in seiner Kontur auf. Wenn die Neigung weniger als
30 Grad beträgt, entsteht das Problem, das mit dem sich
axial erstreckenden geraden Bereich auftritt, d. h., der
Nachteil, daß die Dichtung schwer zu entfernen ist,
wohingegen die Neigung, die mehr als 60 Grad beträgt, den
Nachteil der insgesamt kreisbogenförmigen Kontur
aufweist, daß eine veränderte Reaktion schwer wahrzunehmen
ist. Folglich beträgt die Neigung vorzugsweise 30 bis 60
Grad, besser noch etwa 45 Grad.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene Vorderansicht
und zeigt ein Beispiel einer Fluidsteuervorrichtung
mit Rohrverbindungen, welche die
Erfindung verkörpern;
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der
Rohrverbindung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
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Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die
ein Rückhalteelement und eine Dichtung zeigt;
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Fig. 4 ist eine Ansicht, die das Rückhalteelement mit
der auf diesem gehaltenen Dichtung zeigt, wenn
das Rückhalteelement von einer seiner Seiten
mit einem Verbindungselementhalteelement
betrachtet wird;
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Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
5-5 in Fig. 4;
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Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
6-6 in Fig. 4;
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Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in
Fig. 2 gezeigten Rohrverbindung, um einen
Zustand der Verbindung darzustellen, in dem diese
angezogen ist;
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Fig. 8 ist eine vergrößerte, bruchstückhafte
Querschnittsansicht, die einen Vorsprung der
bevorzugten Gestalt zeigt, wenn Muttern manuell
angezogen werden;
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Fig. 9 ist eine Ansicht der Anordnung der Fig. 8,
wenn diese weiter angezogen ist; und
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Fig. 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer
herkömmlichen Rohrverbindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Die Bezeichnungen "obere", "unter", "links" und "rechts",
wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf die
obere, untere, linke und rechte Seite der Fig. 1. Die
Bezeichnungen "obere" und "untere" werden für eine
einfache Beschreibung verwendet; die dargestellte Vorrichtung
kann umgekehrt oder in seitlicher Position eingebaut
werden.
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Fig. 1 zeigt eine Fluidsteuervorrichtung, worin
Rückhalteelemente der Erfindung für Rohrverbindungen verwendet
werden. Die Vorrichtung umfaßt, von links nach rechts
angeordnet, einen Fluideinlaßbereich 1, ein erstes Ein-Aus-
Ventil 2, eine Mengendurchflußsteuerung (Regulierung) 3,
ein zweites Ein-Aus-Ventil 4 und einen Fluidauslaßbereich
5. Das erste Ein-Aus-Ventil 2 umfaßt einen blockartigen
Körper 6 mit einem nach links geöffneten Einlaßkanal 42
und einem nach rechts geöffneten Auslaßkanal 50, und ein
Betätigungselement 7, um die Verbindung zwischen den
beiden Kanälen 42, 50 zu blockieren oder zuzulassen. Ähnlich
umfaßt das zweite Ein-Aus-Ventil 4 einen blockartigen
Körper 8 mit einem nach links geöffneten Einlaßkanal 53
und einem nach rechts geöffneten Auslaßkanal 48, und ein
Betätigungselement 9, um die Verbindung zwischen den
beiden Kanälen 53, 48 zu blockieren oder zuzulassen.
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Das Betätigungselement 3 umfaßt an den linken und rechten
Seiten seines unteren Endbereiches linke und rechte obere
Kanalblöcke 10, 11, die nach links und rechts vorstehen.
Der linke obere Kanalblock 10 ist mit einem abwärts
geöffneten Einlaßkanal 51 in Verbindung mit einem
Einlaßkanal (nicht gezeigt) der Steuerung 3 ausgebildet. Der
rechte obere Kanalblock 11 besitzt einen abwärts
geöffneten Auslaßkanal 54 in Verbindung mit einem Auslaßkanal
(nicht gezeigt) der Steuerung 3. Obwohl es nicht gezeigt
ist, sind die Kanalblöcke 10, 11 an der Steuerung 3 mit
seitwärts eingeschraubten Schrauben befestigt.
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Es sind linke und rechte untere Kanalblöcke 12, 13
unterhalb der entsprechenden linken und rechten oberen
Kanalblöcke 10, 11 angeordnet. Die rechte Seite des Körpers
6 des ersten Ein-Aus-Ventils 2 ist mit der linken Fläche
des linken unteren Kanalblockes 12 in Kontakt, und die
linke Fläche des Körpers 8 des zweiten Ein-Aus-Ventils 4
ist mit der rechten Fläche des rechten unteren
Kanalblockes 13 in Kontakt.
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Der linke untere Kanalblock 12 ist mit einem Einlaßkanal
49 ausgebildet, um den nach rechts geöffneten Auslaßkanal
50 des ersten Ein-Aus-Ventils 2 in Verbindung mit dem
abwärts geöffneten Einlaßkanal 51 des linken oberen
Kanalblockes 10 zu halten. Der rechte untere Kanalblock 13
besitzt einen Auslaßkanal 54, um den abwärts geöffneten
Auslaßkanal 54 des rechten oberen Kanalblockes 11 in
Verbindung mit dem nach links geöffneten Einlaßkanal 53 des
zweiten Ein-Aus-Ventils 4 zu halten.
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Der Körper 6 des ersten Ein-Aus-Ventils 2 ist mit dem
linken unteren Kanalblock 12 mittels Schrauben 22, die
von rechts in den Block 12 eingeschraubt sind, verbunden.
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Ähnlich ist der Körper 8 des zweiten Ein-Aus-Ventils 4
mit dem rechten unteren Kanalblock 13 mittels Schrauben
22, die von links in den Block 13 eingeschraubt sind,
verbunden. Weiterhin sind die oberen Kanalblöcke 10, 11
mit den entsprechenden unteren Kanalblöcken 12, 13 mit
oberhalb der Blöcke 10, 11 eingeschraubten Schrauben 23
verbunden.
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Eine Rohrverbindung 27 ist an jedem einer Mehrzahl von
Bereichen, d. h., zwischen dem Körper 6 des ersten Ein-
Aus-Ventils 2 und dem linken unteren Kanalblock 12,
zwischen dem Körper 8 des zweiten Ein-Aus-Ventils 4 und dem
rechten unteren Kanalblock 13 zwischen den oberen
Kanalblöcken 10, 11 und den entsprechenden unteren
Kanalblöcken 12, 13 und zwischen der Steuerung 3 und den
linken und rechten oberen Blöcken 10, 11 angeordnet.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird die Rohrverbindung 27
beschrieben, die zwischen dem linken oberen Kanalblock
(hiernach als "erstes Verbindungselement" bezeichnet) 10
und dem linken unteren Kanalblock (hiernach als "zweites
Verbindungselement" bezeichnet) 12 mit den entsprechenden
Einlaßkanälen (Fluidkanäle) 51, 49 angeordnet ist.
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Die Rohrverbindung 27, die ausgebildet ist, um die
Verbindung des ersten und zweiten Verbindungselementes 10,
12 fluiddicht zu halten, umfaßt aneinanderstoßende
Endflächen dieser Elemente 10, 12, die so ausgebildet sind,
wie es im folgenden beschrieben wird, eine ringförmige
Dichtung 32, die zwischen den zwei Verbindungselementen
10, 12 angeordnet ist, ein Rückhalteelement 33, das den
Außenumfang der Dichtung 32 zum Halten der Dichtung 32 an
dem ersten Verbindungselement 10 gemäß der dargestellten
Ausführungsform hält, und Schraubmittel 23, um die zwei
Verbindungselemente 10, 12 aneinander zu befestigen.
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Die ersten und zweiten Verbindungselemente 10, 12 sind in
ihren aneinanderstoßenden Endflächen mit entsprechenden
Dichtungsaufnahmebereichen 34, 35, die entsprechend um
etwa die Hälfte der Dicke der Dichtung 32 von den
Referenzflächen 10a, 12a, die jeweils Teil der entsprechenden
Endfläche sind und am weitesten von diesen vorstehen,
ausgespart sind, und mit entsprechenden ringförmig
ausgesparten Rückhalteelementaufnahmebereichen 36, 37, die um
die Aussparungsbereiche 34, 35 angeordnet sind und eine
tiefere Bodenfläche als die Bereiche 34, 35 aufweisen,
ausgebildet. Die ausgesparten Dichtungsaufnahmebereiche
34, 35 sind an ihren Bodenflächen mit entsprechenden
ringförmigen Vorsprüngen 38, 39 zum Klemmen der Dichtung
32 ausgebildet. Die ersten und zweiten
Verbindungselemente 10, 12 besitzen die gleiche Form hinsichtlich dieser
Aussparungsbereiche 36, 37 und ringförmigen Vorsprünge
38, 39. Die Bodenfläche jedes Aussparungsbereiches 34
(35) und die Innenumfangsfläche jedes
Aussparungsbereiches 36 (37) bilden einen hohlen, zylindrischen
Rückhalteelementhaltebereich 14 (15), der den ringförmigen
Dichtungsklemmvorsprung 38 (39) an seinem vorstehenden Ende
aufweist. Die Bodenfläche des ausgesparten
Dichtungsaufnahmebereiches 34 (35), d. h., die Endfläche des
zylindrischen Bereiches 14 (15), ist in eine flache Innenfläche
81 (82), die radial einwärts des ringförmigen Vorsprungs
38 (39) und nahezu senkrecht zur Achse des Kanalbereiches
51, der in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet ist, und eine
flache Außenfläche 83 (84), die radial auswärts des
ringförmigen Vorsprungs 38 (39) und nahezu senkrecht zur
Richtung der Achse angeordnet ist, unterteilt. Die flache
Innenfläche 81 (82) steht axial des Kanalbereiches 51
geringfügig (etwa 0,02 mm) über die flache Außenfläche 83
(84) vor.
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Die Dichtung 32 ist aus rostfreiem Stahl hergestellt,
besitzt einen Innendurchmesser, der gleich dem Durchmesser
der Kanäle 51, 49 der Verbindungselemente 10, 12 ist, und
umfaßt einen kleinen Bereich 61 und einen großen Bereich
62, der einen größeren Außendurchmesser als der kleine
Bereich 61 aufweist.
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Das Rückhalteelement 33 ist einteilig aus rostfreiem
Stahl hergestellt. Wie es genauer in den Fig. 3 bis 6
gezeigt ist, umfaßt das Rückhalteelement 33 einen Ring
71, der als ein Tragelement dient, ein
Dichtungshalteelement 72 zum Halten des Außenumfangs der Dichtung 32, ein
Verbindungselementhalteelement 73 zum Halten eines
Endbereiches des ersten Verbindungselementes 10, und einen
Griff 74, der es erlaubt, das Rückhalteelement mit
Leichtigkeit mit den Fingern zu halten.
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Der Ring 71 besitzt einen L-förmigen Querschnitt und ist
somit geeignet, sich nicht durch die Fingerkraft beim
Halten im Durchmesser zu verformen.
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Das Dichtungshalteelement 72 umfaßt vier
Dichtungshalteklauen 72a, die sich radial einwärts von dem Innenumfang
des Rings 71 erstrecken und im gleichen Abstand entlang
des Ringes beabstandet sind. Jede der Klauen 72a ist
etwas elastisch und besitzt ein axial gebogenes, inneres
Ende, und die Innenfläche des gebogenen Bereiches 72b ist
geeignet, den Außenumfang des kleinen Bereiches 61 der
Dichtung 32 elastisch zu pressen, wodurch die Dichtung 32
daran gehindert wird, sich in das Rückhalteelement 33
radial und axial zu diesem zu bewegen. Wenn die Dichtung 32
in das Rückhalteelement 33 eingesetzt ist, lagert der
große Bereich 62 der Dichtung 32 gegen die Halteklauen
72a und wird dadurch in Position gehalten. Somit ist es
unwahrscheinlich, daß die Dichtung 32 von dem
Rückhalteelement 33 rutscht.
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Das Verbindungselementhalteelement 73 umfaßt zwei
Verbindungselementhalteansätze 73a, die sich radial von den
inneren Enden der zwei Kantenbereiche 71a erstrecken, sich
gegenüberliegen und radial nach innen von dem Innenumfang
des Ringes 71 vorstehen. Jeder der Halteansätze 73a ist
größer als die Dichtungshalteklaue 72a und ist zwischen
den benachbarten Klauen 72a angeordnet, wobei ein kleiner
Zwischenraum zwischen dem Ansatz und jeder Klaue gebildet
ist. Die zwei Ansätze 73a, die geringfügig elastisch
sind, halten zwischen sich elastisch den Außenumfang des
zylindrischen Rückhalteelementhaltebereich 14 des ersten
Verbindungselementes 10, wodurch das Rückhalteelement 33
an dem ersten Verbindungselement 10 gehalten wird.
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Der Griff 74 umfaßt zwei Griffstücke 74a, die jeweils auf
dem Ring 71 am Außenumfang von diesem ausgebildet sind,
die den Halteansatz 73a umfassen und in einer axialen
Richtung dem Ansatz 73a entgegengesetzt vorstehen.
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Wenn die zwei Griffstücke 74a mit den Fingern gehalten
und radial einwärts gedrückt werden, deformiert die Kraft
jeden Halteansatz 73a radial auswärts, gestützt an den
Bereich des Ringes 71 an der Verbindung zwischen Ansatz
73a und Griffstück 74a. Auf diese Weise werden die
Ansätze 73a geöffnet, wodurch das Rückhalteelement 33 an dem
Verbindungselement 10 mit Leichtigkeit befestigt werden
kann. Wenn das Griffstück 33 an dem Verbindungselement 10
befestigt ist, kehren die Ansätze 73a in ihre
ursprüngliche Position zurück, wobei sie den zylindrischen Bereich
14 des Verbindungselementes 10 elastisch halten. Wenn der
elastischen Kraft ein angemessener Wert gegeben wird,
kann das Verbindungselement 10 wirksam gehalten werden.
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Fig. 2 zeigt das erste und zweite Verbindungselement 10,
12, die aneinander befestigt werden, indem die Schrauben
23 für diese Elemente manuell angezogen werden. In diesem
Zustand sind nur die ringförmigen
Dichtungsklemmvorsprünge 38, 39 mit der Dichtung 32 im Stützkontakt, wobei ein
Zwischenraum zwischen jeder Endfläche der Dichtung 32 und
der gegenüberliegenden flachen Innenfläche 82 (82) des
Verbindungselementes 10 (12) sowie zwischen den
Referenzflächen 10a, 12a der aneinanderstoßenden Endflächen der
zwei Verbindungselemente 10, 12 verbleibt. Der
Zwischenraum zwischen jeder Dichtungsendfläche und der
gegenüberliegenden flachen Innenfläche 81 (82) beträgt 0,1 mm, und
der Zwischenraum zwischen den Referenzflächen 10a, 12a
beträgt 0,22 mm. Entsprechend kommen die flachen
Innenflächen 81, 82, wenn die Schrauben mit einem
Schraubenschlüssel in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand angezogen
werden, zuerst mit den entsprechenden Endflächen der
Dichtung 32 in Kontakt, woraufhin sich der Gradient des
Anzugsmomentes ändert, so daß die Hand eine spürbare
Reaktion erhält. Fig. 7 zeigt diesen Zustand. In diesem
Zustand verbleibt weiterhin ein Zwischenraum zwischen den
Referenzflächen 10a, 12a der zwei Verbindungselemente 10,
12, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die Referenzflächen
10a, 12a kommen miteinander in Kontakt, wenn die
Schrauben 23 weiter angezogen werden. Die Gradientänderung des
Anzugsmomentes, die zu diesem Zeitpunkt auftritt, kann
größer als die Gradientänderung des Anzugsmomentes, die
auf den flachen Innenflächen 81, 82 der ausgesparten
Dichtungsaufnahmebereiche 34, 35, die mit den
entsprechenden Endflächen der Dichtung 32 in Kontakt kommen,
erzeugt wird, gemacht werden, indem der Bereich der
Referenzflächen 10a, 12a größer als der der flachen
Innenflächen 81, 82 ausgebildet wird. Die Referenzflächen 10a,
12a der aneinanderstoßenden Endflächen der
Verbindungselemente 10, 12 wirken dann als ein Anschlag, der ein
weiteres Anziehen verhindert. Weiterhin führt die
Vergrößerung der Anschlagfläche zu einer größeren
Biegesteifigkeit. Sogar in diesem Zustand verbleibt ein Zwischenraum
von 0,01 mm zwischen der flachen Außenfläche 83 (84) des
ausgesparten Dichtungsaufnahmebereiches 34 (35) des
Verbindungselementes 10 (12) und jeder Dichtungsendfläche.
Der saubere Anzugsbereich geht von der Position, in der
die flachen Innenflächen 81, 82 mit den entsprechenden
Flächen der Dichtung 32 in Kontakt kommen, zu der
Position, in der die Referenzflächen 10a, 12a miteinander in
Kontakt kommen.
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Mit der beschriebenen Rohrverbindung 27 kann das
Rückhalteelement 33 jedes der ersten und zweiten
Verbindungselemente 10, 12 halten, so daß beim Zusammenbau der in Fig.
1 gezeigten Rohrverbindung die Komponenten 3, 6, 8, 10,
11, 12, 13 miteinander verbunden werden, ungeachtet, ob
die aneinanderstoßende Endfläche jeder Komponente ein
Außen- oder ein Innenteil ist. Das Rückhalteelement 33 ist
geeignet, den zylindrischen Rückhalteelementhaltebereich
12 des ersten Verbindungselementes 10, mit dem der kleine
Bereich 61 der Dichtung 32 in Kontakt ist, zu halten,
wodurch die Dichtung 32 sauber relativ zum
Dichtungsklemmvorsprung 38 des ersten Verbindungselementes positioniert
werden kann. Es ist wahrscheinlich, daß die
Verbindungselemente 10, 12 in einer Richtung senkrecht zur Achse
(Fehlstellung ihrer Achsen) relativ zueinander abheben,
wenn die Schrauben 23 angezogen werden, wodurch der
Dichtungsklemmvorsprung 39 des zweiten Verbindungselementes
12 relativ zur Dichtung abhebt, wohingegen der große
Bereich 62 der Dichtung 32 zum Kontakt mit dem zweiten
Verbindungselement 12 geeignet ist, und es
unwahrscheinlicher ist, daß der Vorsprung 39 von der Dichtungsendfläche
32, die einen größeren Bereich aufweist, gelöst wird,
auch wenn ein derartiges Abheben auftritt, wodurch
folglich eine Beeinträchtigung der Dichtung aufgrund eines
Anhebens oder Verschiebens verhindert wird. Die
auftretende Deformation der Dichtung 32, wenn die
Rohrverbindung 27 angezogen wird, wird durch die Deformation der
vier Dichtungshalteklauen 72a absorbiert, so daß das
Verbindungselementhalteelement 73 unbeeinträchtigt bleibt,
wodurch es das Rückhalteelement 33 wirksam an dem
Verbindungselement 10 ohne Beeinträchtigung hält. Diese
Wirkungen bleiben auch erhalten, wenn die Rohrverbindung 27
auseinander- und wieder zusammengebaut wird, um die
Verbindung der Dichtungsfunktion sicherzustellen.
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Die Anzahl von Klauen 72a, Ansätzen 73a oder Griffstücken
74a in der vorhergehenden Ausführungsform ist nicht auf
die genannte Anzahl begrenzt.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen ringförmige
Dichtungsklemmvorsprünge 108, 109 in bevorzugter Ausbildung zum Gebrauch
in der Rohrverbindung der Erfindung. Im Querschnitt
besitzt jeder der ringförmigen Vorsprünge 108, 109 eine
Kontur, die einen kreisbogenförmigen Bereich 108b (109b),
der sich radial von der flachen Innenfläche 81 (82) jedes
Verbindungselementes 10 (12) erstreckt, und einen geraden
Bereich 108a (109a), der den kreisbogenförmigen Bereich
108b (109b) mit der flachen Außenfläche 83 (84), die Teil
der aneinanderstoßenden Endfläche jedes
Verbindungselementes ZO (12) ist, verbindet. Der kreisförmige Bogen des
Bereiches 108b (109b) hat einen Mittelpunkt, der radial
einwärts der Verbindung des kreisbogenförmigen Bereiches
108b (109b) und des geraden Bereiches (108a (109a)
angeordnet ist. Der gerade Bereich 108a (109a) ist in einem
Winkel von 45 Grad hinsichtlich der Achse des
zylindrischen Bereiches 14 (15) geneigt.
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Fig. 8 zeigt die Verbindung in vergrößertem Maßstab,
wenn die Schrauben 23 manuell angezogen sind. Wenn die
Schrauben 23 angezogen sind, kommt der Rand jedes
ringförmigen Vorsprungs 108 (109) zuerst mit der
gegenüberliegenden Endfläche der Dichtung 32 in Kontakt, wie es in
der Zeichnung zu sehen ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt es
einen inneren Zwischenraum G1 zwischen der flachen
Innenfläche 81 (82) jedes Verbindungselementes 10 (12) und der
entsprechend gegenüberliegenden Dichtungsendfläche, und
es gibt einen äußeren Zwischenraum G2 zwischen der
flachen Außenfläche 83 (84) jedes Verbindungselementes 10
(12) und der Dichtungsendfläche, der größer als der
Zwischenraum G1 ist. Weiterhin gibt es einen noch größeren
Zwischenraum G3 zwischen den Referenzflächen 10a, 12a der
aneinanderstoßenden Endflächen der Verbindungselemente
10, 12. Somit gilt G1 < G2 < G3. Wenn die Schrauben 32
weiter mit einem Schraubenschlüssel oder dergleichen
manuell angezogen werden, verformt sich die Dichtung 32,
wodurch sich der innere Zwischenraum G1 zuerst zu null
reduziert, wie es in Fig. 9 zu erkennen ist. Der äußere
Zwischenraum G2 ist zu diesem Zeitpunkt nicht null. Wenn
die Schrauben sauber angezogen werden, verringert sich
der äußere Zwischenraum G2 auch auf null, wobei die
flache Innenfläche 81, 82 im engen Kontakt mit den inneren
Kantenbereichen der entsprechenden Endflächen der
Dichtung 32 und mit den Innenumfängen der Verbindungselemente
10, 12, die nahezu mit dem Innenumfang der Dichtung 32
fluchten, stehen. Somit verbleibt kein Zwischenraum oder
kein Hohlraum mehr, in dem sich eine Flüssigkeit sammeln
kann. Der Zwischenraum G3 zwischen den Referenzflächen
10a, 12a der aneinanderstoßenden Endflächen der
Verbindungselemente 10, 12 hat sich selbst zu diesem Zeitpunkt
nicht auf null verringert. Wenn die Schrauben weiter
angezogen werden, reduziert sich dieser Zwischenraum G3 auf
null, wodurch ein stark erhöhter Widerstand gegen
Anziehen geboten wird, um ein zu starkes Anziehen zu
verhindern.
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Obwohl sich die Dichtung 32 am meisten an der Stelle
verformt, an der jeder ringförmige Vorsprung 108 (109)
angeordnet ist, befindet sich diese Stelle nicht an der
Innenkante
der Dichtungsendfläche sondern auswärts der
Innenkante, so daß der sich am meisten verformende
Dichtungsbereich auswärts der Innenkante befindet. Folglich
ist es unwahrscheinlich, daß der Innenumfangsbereich der
Dichtung knittert, so daß die Ablagerung von Staub oder
Fremdkörpern verhindert wird.
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Die Dichtung 32 und die ringförmigen Vorsprünge 108, 109
sind derart dimensioniert, daß, wenn das Anzugsmoment
einen sauberen Wert erreicht hat, der Zwischenraum G1, G2
zwischen der Dichtung 32 und den flachen Innen- und
Außenflächen 81, 82 und 83, 84 verschwindet. Beispielsweise
beträgt die Höhe jedes ringförmigen Vorsprungs 108 (109)
von der flachen Innenfläche 81 (82) 0,1 mm, der Radius
des Kreisbogens 0,5 mm und die flache Außenfläche 83 (84)
ist von der flachen Innenfläche 81 (82) um 0,02 mm
ausgespart.
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Mit dem ringförmigen Vorsprung 108 (109), der den geraden
Bereich 108a (109a) umfaßt, der hinsichtlich der axialen
Richtung geneigt ist, vergrößert sich das Anzugsmoment
merklich mit dem Drehwinkel der Schraube 23, woraufhin
die flache Außenfläche 83 (84) mit der Dichtung 32 in
Kontakt kommt, so daß der Arbeiter leicht die Änderung
des Drehmoments feststellen kann, d. h., die Änderung der
Reaktion. Andererseits, wenn die Kontur des ringförmigen
Vorsprungs im Querschnitt kreisbogenförmig ist und keinen
geraden Bereich aufweist, nimmt das Anzugsmoment in einem
nahezu konstantem Maß relativ zum Drehwinkel der Schraube
zu, und es ist schwierig, eine Änderung der Reaktion
wahrzunehmen. Folglich ist der ringförmige Vorsprung 108
(109) mit einem geneigten geraden Bereich 108a (109a)
insofern vorteilhafter als eine andere Ausführungsform, daß
die Vollendung des Anziehens anhand einer Änderung der
empfundenen Reaktion wahrgenommen werden kann. Im Fall
eines ringförmigen Vorsprungs mit einem geraden Bereich,
der sich in axialer Richtung erstreckt, bringt ein
axiales Anheben der Dichtung 32 relativ zum
Verbindungselement 10 (12) eine große Reibkraft mit sich. Dadurch
entsteht das Problem, daß die Dichtung 32 schwer von den
Verbindungselementen 10, 12 beim Auseinanderbauen der
Verbindung zu entfernen ist. Im Gegensatz dazu ist der
ringförmige Vorsprung 108 (109) mit dem axial geneigten
geraden Bereich 108a (109a) im wesentlichen gleich dem
ringförmigen Vorsprung mit einer kreisbogenförmigen
Kontur mit keinem geraden Bereich und weist nicht das
Problem auf, daß die Dichtung 32 schwer von dem
Verbindungselement 10 (12) beim Auseinanderbauen der Verbindung zu
entfernen ist. Der Vorsprung 108 (109) der Verbindung,
die in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist daher die
entsprechenden Vorteile des Vorsprungs mit nur einem
kreisbogenförmigen Bereich und des Vorsprungs mit einem
sich axial erstreckenden geraden Bereich auf, und ist in
seinem Aufbau optimiert.