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Die
vorliegende Erfindung betrifft Rohrverbindungen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und einen Halter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
4.
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Solch
eine Rohrverbindung und solch ein Halter sind aus der US-A-5,681,064
bekannt.
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Fluidsteuervorrichtungen
zur Verwendung für
die Halbleiterherstellung umfassen Steuerungen wie Massendurchflußsteuerungen,
um die Durchflußraten
zu steuern, und Druckregler, um Druck zu steuern, und Schaltventile
usw. in Kombination mit den Steuerungen. Der gegenwärtige Anmelder
hat bereits eine wünschenswerte
Anordnung vorgeschlagen, in der eine Massendurchflußsteuerung
mit einem Schaltventil über
einen geeigneten Verbindungsblock verbunden ist, um in solchen Steuervorrichtungen
eingesetzt zu werden (siehe JP-A Nr. 326943/1996). Die 6 zeigt
den Aufbau der in dem Vorschlag offenbarten Rohrverbindung.
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Mit
Bezugnahme auf die 6 umfaßt die Rohrverbindung männliche
und weibliche Verbindungselemente 91, 92, welche
an ihren aneinanderstoßenden
Endflächen
jeweils eine Dichtung haltende ringförmige Vorsprünge 98, 99 aufweisen,
eine ringförmige
Dichtung 93, die zwischen die aneinanderstoßenden Endflächen der
beiden Verbindungsele mente 91, 92 eingesetzt ist,
und einen Halter 94, welcher den Außenumfang der Dichtung 93 hält, um die
Dichtung 93 an dem weiblichen Verbindungselement 92 zu
halten. Jedes der Verbindungselemente 91, 92 kann
ein Verbindungsblock, ein Massendurchflußsteuerungskörper oder
ein mit einem Schaltventil verbundener Block sein. Eine der aneinanderstoßenden Endflächen dieser
Verbindungselemente 91, 92 ist männlicher
Art, und die andere Endfläche
ist weiblicher Art. Ein erhöhter
Einsetzbereich 95, welcher an der aneinanderstoßenden Endfläche des
männlichen Verbindungselementes 91 ausgebildet
ist und in axialer Richtung davon vorsteht, wird in einen vertieften Einsetzbereich 96 eingesetzt,
welcher an der aneinanderstoßenden
Endfläche
des weiblichen Verbindungselements 92 ausgebildet ist,
wobei die Verbindungselemente 91, 92 davon abgehalten
werden, voneinander in radialer Richtung davon gelöst zu werden.
Ein den Halter haltenderzylindrischer Bereich 97 ist an
der aneinanderstoßenden
Endfläche des
weiblichen Verbindungselements 92 ausgebildet. Der Halter 94 hält den zylindrischen
Bereich 97, wodurch die Dichtung 93 an dem weiblichen
Verbindungselement 92 gehalten wird.
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Die
herkömmliche
Rohrverbindung umfaßt zwei
Arten von Verbindungselementen, d.h. der männlichen und weiblichen Art,
so daß diese
Elemente hinsichtlich der Verbindungsrichtung unterschieden werden
müssen,
wenn sie miteinander verbunden werden sollen und daher viel Zeit
und Arbeit für
die Verbindung benötigen.
Des weiteren entsteht das Problem, daß für den Fall, daß die Verbindungsrichtung
umgekehrt werden soll, andere Verbindungselemente benötigt werden,
die bezüglich
der männlich-weiblich-Beziehung umgekehrt
sind.
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Wenn
der Unterschied zwischen männlich und
weiblich beseitigt wird, ist der Effekt, die axiale Verschiebung
durch das Einsetzen zu verhindern, nicht länger verfügbar und der die Dichtung haltende ringförmige Vorsprung 98 des
Verbindungselements 91, der nicht durch den Halter 94 gehalten
wird, neigt dazu, sich radial relativ zu der Dichtung 93 zu
verschieben. Dies beinhaltet das Problem, daß der Vorsprung 98 von
der Endfläche
der Dichtung 93 gelöst wird,
was zu einer Beeinträchtigung
der Fluiddichtigkeit führt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrverbindung bereitzustellen,
welche Verbindungselemente ohne die Unterscheidung zwischen männlich und
weiblich umfaßt,
und die daran gehindert wird, bezüglich der Fluiddichtigkeit
aufgrund von Verschiebungen beeinträchtigt zu werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die charakterisierenden Merkmale der Ansprüche 1 und
4 gelöst.
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Bei
der Rohrverbindung der vorliegenden Erfindung können jedes der ersten und zweiten
Verbindungselemente durch den Halter gehalten werden, so daß die Verbindungselemente
ohne die Unterscheidung zwischen männlich und weiblich der aneinanderstoßenden Endflächen der
Verbindungselemente miteinander verbunden werden können. Da der
Halter ei nen Führungsringbereich
aufweist, um die Außenfläche des
vertieften Bereichs des Verbindungselementes, an welchem der Halter
nicht angebracht ist, wenn die beiden Verbindungselemente gegeneinandergestoßen werden,
zu führen,
kann ferner die radiale Verschiebung eines der Verbindungselemente
relativ zu dem anderen Verbindungselement verringert werden.
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1 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung einer Fluidsteuervorrichtung,
in der erfindungsgemäße Rohrverbindungen
eingesetzt sind;
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2 ist
ein Längsschnitt
durch die in der 1 gezeigte Steuervorrichtung;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung eines
ersten Ausführungsbeispiels
einer Rohrverbindung;
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4 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung eines
zweiten Ausführungsbeispiels
einer Rohrverbindung;
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5 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung eines
dritten Ausführungsbeispiels
einer Rohrverbindung mit einem nicht erfindungsgemäßen Halter;
und
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6 ist
eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Rohrverbindung.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden unten mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die
hierin verwendeten Begriffe „oben", „urten", „links" und „rechts" beziehen sich jeweils
auf die oberen und unteren Seiten und die linken und rechten Seiten
der 2. Der Begriff „vorderseitig" bezieht sich auf
die Vorderseite der Ebene der gleichen Zeichnung und der Begriff „rückseitig" auf die Rückseite
davon. Die Begriffe „oben" und „unten" wurden der Einfachheit
halber verwendet; die gezeigte Vorrichtung kann auch auf den Kopf
gestellt oder auf die Seite gelegt verwendet werden.
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Die 1 und 2 zeigen
einen Teil einer Fluidsteuervorrichtung 1, in der erfindungsgemäße Rohrverbindungen
eingesetzt werden. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine
Vielzahl von Blockverbindungsstücken 5, 6, 7, 8, 9, 10,
die an einer Grundplatte 11 montiert sind, und verschiedene
Arten von Fluidsteuerungen 2, 3, 4, die
an die Verbindungsstücke 5 bis 10 montiert
sind.
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Die
Fluidsteuerungen 2, 3, 4 sind von links nach
rechts angeordnet ein erstes Blockventil 2, eine Massendurchflußsteuerung
(Steuerung) 3 und ein zweites Blockventil 4. Die
Blockverbindungsstücke 5 bis 10 sind
von links nach rechts angeordnet ein Blockverbindungsstück 5,
welches mit einem ersten V-förmigen
Kanal 5a mit einer nach links oben ausgerichteten Öffnung und
einer nach rechts oben ausgerichteten Öffnung ausgebildet ist, ein
Block verbindungsstück 6,
welches mit einem ersten L-förmigen Kanal 6a mit
einer nach oben gerichteten Öffnung und
einer nach hinten gerichteten Öffnung
ausgebildet ist, ein Blockverbindungsstück 7, welches mit
einem zweiten V-förmigen Kanal 7a mit
einer nach links oben ausgerichteten Öffnung und einer nach rechts
oben ausgerichteten Öffnung
ausgebildet ist, ein Blockverbindungsstück 8, welches mit
einem dritten V-förmigen
Kanal 8a mit einer nach links oben ausgerichteten Öffnung und
einer nach rechts oben ausgerichteten Öffnung ausgebildet ist, ein
Blockverbindungsstück 9,
welches mit einem zweiten L-förmigen Kanal 9a mit
einer nach oben gerichteten Öffnung
und einer nach hinten gerichteten Öffnung ausgebildet ist, und
ein Blockverbindungsstück 10,
welches mit einem dritten L-förmigen
Kanal 10a mit einer nach oben gerichteten Öffnung und
einer nach rechts gerichteten Öffnung
ausgebildet ist.
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Die
Blockverbindungsstücke 5 bis 10 sind
in vorher festgelegten Bereichen mit Durchgangsöffnungen 25 und Gewindebohrungen 26 ausgebildet, und
durch die Löcher 25 eingesetzte
Bolzen (nicht dargestellt) werden in die Gewindebohrungen (nicht dargestellt)
in der Grundplatte 11 eingeschraubt, wobei die Verbindungsstücke an der
Grundplatte 11 befestigt werden. Die durch die Fluidsteuerungen 2, 3, 4 von
oben eingesetzten Bolzen 27 werden in die Gewindebohrungen 26 in
den Blockverbindungsstücken 5, 6, 7, 8, 9, 10 eingeschraubt,
wobei die Steuerungen an den entsprechenden Verbindungsstücken 5 bis 10 befestigt
werden.
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Das
erste Blockventil 2 umfaßt einen rechtwinkligen, parallelepipedalen,
blockartigen Körper 12,
welcher in Längsrichtung
der Vorrichtung verlängert
ist, einen ersten Aktuator 13 und einen zweiten Aktuator 14,
welche an den Deckel des Körpers 12 montiert
sind, einen rechten Block 15, welcher einen umgekehrt L-förmigen Kanal 15a aufweist
und an der rechten Seite des Körpers 12 angebracht
ist, und einen rückseitigen
Block 16, welcher einen umgekehrt L-förmigen Kanal (nicht dargestellt)
aufweist und an der Rückseite
des Körpers 12 angebracht
ist. Der linke Endbereich des Körpers 12 ist
an der rechten Hälfte
der Blockverbindung 5 mit dem ersten V-förmigen Kanal 5a angebracht,
der rechte Block 15 an der linken Hälfte der Blockverbindung 7 mit
dem zweiten V-förmigen
Kanal 7a, und der rückseitige
Block 16 an der Blockverbindung 6 mit dem ersten
L-förmigen
Kanal 6a.
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Der
Körper 12 des
ersten Blockventils 2 ist mit einem ersten Einlaßkanal 31 ausgebildet,
der eine nach unten gerichtete Öffnung
an seinem linken Endbereich hat und mit der rechten Öffnung der Blockverbindung 5 mit
dem ersten V-förmigen
Kanal 5a kommuniziert, einem Auslaßkanal 32, der mit
dem ersten Einlaßkanal 31 über den
ersten Aktuator 13 verbunden ist und mit einem nach rechts
gerichteten Kanalbereich des umgekehrt L-förmigen Kanals 15a des
rechten Blocks 15 kommuniziert, und einem nach unten gerichteten
zweiten Einlaßkanal 33,
welcher mit dem Auslaßkanal 32 über den
zweiten Aktuator 14 verbunden ist und mit der nach oben
gerichteten Öffnung
der Blockverbindung 6 mit dem ersten L-förmigen Kanal 6a kommuniziert.
Der umgekehrt L-förmige
Kanal 15a des rechten Blocks 15 hat einen nach
unten gerichteten Kanalbereich, der mit der linken Öffnung der
Blockverbindung 7 mit dem zweiten V-förmigen
Kanal 7a kommuniziert.
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An
dem unteren Endbereich der linken Seite der Steuerung 3 ist
ein linker Block 17 vorgesehen, der von der linken Seite
nach links vorsteht und einen umgekehrt L-förmigen Kanal 17a aufweist,
der mit einem Einlaßkanal
(nicht dargestellt) der Steuerung 3 verbunden ist. An dem
unteren Endbereich der rechten Seite der Steuerung 3 ist
ein rechter Block 18 vorgesehen, der von der rechten Seite
nach rechts vorsteht und einen umgekehrt L-förmigen Kanal 18a aufweist,
der mit dem Auslaßkanal
(nicht dargestellt) der Steuerung 3 verbunden ist. Der
linke Block 17 ist an der rechten Hälfte der Blockverbindung 7 mit
dem zweiten V-förmigen
Kanal 7a montiert, wobei der umgekehrt L-förmige Kanal 17a des
linken Blocks 17 dazu gebracht wird, mit dem umgekehrt
L-förmigen Kanal 15a des
rechten Blocks 15 des ersten Blockventils 2 mittels
der Blockverbindung 7 mit dem zweiten V-förmigen Kanal 7a zu
kommunizieren. Der rechte Block 18 der Steuerung 3 ist
an die linke Hälfte der
Blockverbindung 8 mit dem dritten V-förmigen Kanal 8a montiert.
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Das
zweite Blockventil 4 umfaßt einen rechtwinkligen, parallelepipedalen,
blockartigen Körper 19,
welcher in Längsrichtung
der Vorrichtung verlängert
ist, einen dritten Aktuator 20 und einen vierten Aktuator 21,
die an dem Deckel des Körpers 19 montiert
sind, einen rechten Block 22, welcher einen umgekehrt L-förmigen Kanal 22a aufweist
und an der rechten Seite des Körpers 19 angebracht
ist, und einen rückseitigen
Block 23, welcher einen umgekehrt L-förmigen Kanal aufweist und an
der Rückseite
des Körpers 19 angebracht
ist. Der linke Endbereich des Körpers 19 ist
an die rechte Hälfte
der Blockverbindung 8 mit dem dritten V-förmigen Kanal 8a montiert, der
rechte Block 22 an die Blockverbindung 10 mit dem
dritten L-förmigen
Kanal 10a und der rückseitige Block 23 an
die Blockverbindung 9 mit dem zweiten L-förmigen Kanal 9a.
Ein Fluidauslaß 24 ist
an der nach rechts gerichteten Öffnung
der Blockverbindung 10 mit dem dritten L-förmigen Kanal 10a vorgesehen.
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Der
Körper 19 des
zweiten Blockventils 4 ist mit einem Einlaßkanal 34 ausgebildet,
welcher eine nach unten gerichtete Öffnung an seinem linken Endbereich
aufweist und mit dem dritten V-förmigen
Kanal 8a kommuniziert, einem ersten Auslaßkanal 35, welcher
mit dem Einlaßkanal 34 über den
dritten Aktuator 20 verbunden ist und mit einem nach rechts gerichteten
Kanalbereich des umgekehrt L-förmigen Kanals 22a des
rechten Blocks 22 kommuniziert, und einem nach unten gerichteten
zweiten Auslaßkanal 36,
welcher mit dem ersten Auslaßkanal 35 über den vierten
Aktuator 21 verbunden ist und mit der nach oben gerichteten Öffnung des
Blockverbindungsstücks 9 mit
dem zweiten L-förmigen
Kanal 9a kommuniziert. Der rechte Block 22, welcher
den umgekehrt L-förmigen
Kanal 22a aufweist und in dem zweiten Blockventil 4 enthalten
ist, kommuniziert mit dem Blockverbindungsstück 10 mit dem dritten
L-förmigen Kanal 10a.
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Eine
erfindungsgemäße Rohrverbindung 30 ist
an jeder der Verbindungen zwischen den einander gegenüberliegenden
Bereichen der Elemente 5, 2, 6, 15, 7, 17, 18, 8, 4, 9, 22, 10 vorgesehen.
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Mit
Bezugnahme auf die 3 wird ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung
beschrieben, welche zwischen dem Blockverbindungsstück 5 (hiernach
als das „erste Verbindungselement" bezeichnet) mit
dem ersten V-förmigen
Kanal 5a und dem Körper 12 (hiernach als
das „zweite
Verbindungselement" bezeichnet) des
ersten Blockventils 2 vorgesehen ist.
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Die
Rohrverbindung dient dazu, das erste Verbindungselement 5 mit
dem ersten Kanal 5a mit einem zweiten Verbindungselement 12,
dessen zweiter Kanal 31 mit dem ersten Kanal 5a kommuniziert, fluiddicht
zu verbinden. Die Verbindung umfaßt diese zwei Verbindungselemente 5, 12,
eine ringförmige Dichtung 41,
die zwischen den aneinanderstoßenden Endflächen der
Verbindungselemente 5, 12 eingesetzt ist, einen
Halter 42, welcher einen Halterkörper 43 aufweist,
der die Dichtung 41 hält
und bewirkt, daß das
erste Verbindungselement 5 die Dichtung an sich in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
zu halten, und einen Führungsring 44,
welcher an der Außenseite
des Halterkörpers 43 angebracht
ist, und Gewindemittel, um die zwei Verbindungselemente 5, 12 miteinander
zu verbinden.
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An
den Halter angepaßte
ringförmige
vertiefte Bereiche 45, 46, welche die Öffnungen
der Fluidkanäle 5a, 31 umgeben,
sind in den jeweiligen aneinanderstoßenden Endflächen der
ersten und zweiten Verbindungselemente 5, 12 ausgebildet.
Die vertieften Bereiche 45, 46 sind an ihren Bodenflächen mit die
Dichtung haltenden ringförmigen
Stegen 47, 48 ausgebildet, die ringförmige Vorsprünge 47a, 48a aufweisen.
Die vertieften Bereiche 45, 46, die ringförmigen Vorsprünge 47a, 48a und
die ringförmigen Stege 47, 48 sind
miteinander konzentrisch angeordnet. Die äußeren Endflächen der ringförmigen Stege 47, 48 sind
von den aneinanderstoßenden
Endflächen
um einen Abstand leicht kleiner als eine Hälfte der Dicke der Dichtung 41 vertieft.
Der ringförmige Vorsprung 47a,
(48a) ist am ungefähr
radialen Mittelbereich der äußeren Endfläche des
ringförmigen
Steges 47 (48) vorgesehen. Die ersten und zweiten
Verbindungselemente 5 und 12 sind bezüglich der
Form der vertieften Bereiche 45, 46 sowie der
ringförmigen Stege 47, 48 identisch.
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Die
Dichtung 41 ist aus einem rostfreien Stahl gefertigt, hat
einen Innendurchmesser, der gleich dem Durchmesser der Kanäle der beiden
Verbindungselemente 5, 12 ist, und ist bezüglich des
Außendurchmessers
leicht größer als
die die Dichtung haltenden ringförmigen
Stege 47, 48. Der Bereich 41a der Dichtung 41,
welcher mit dem ersten Verbindungselement 5 in Kontakt
stehen soll, hat einen reduzierten Durchmesser, der gleich dem Außendurchmesser
der Stege 47, 48 ist.
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Der
Halterkörper 43 ist
in der Form einer einteiligen rostfreien Stahlplatte ausgebildet
und umfaßt einen
Bereich kleinen Durchmessers 43a mit einem Innendurchmesser,
der gleich dem Außendurchmesser
des Bereichs reduzierten Durchmessers 41a der Dichtung
ist, einen Bereich großen
Durchmessers 43b mit einem Durchmesser, der größer als
der Bereich 43a ist, und einen Verbindungsbereich 43c,
der ein Ende des Bereiches kleinen Durchmessers 43a mit
dem Bereich großen
Durchmessers 43b verbindet. Die rostfreie Stahlplatte ist
dünn, und
die Bereiche kleinen und großen
Durchmessers 43a, 43b sind jeweils in ihrer Radialrichtung
leicht federnd ausgebildet. Der verbundene Teil des Bereichs kleinen
Durchmessers 43a ist um den reduzierten Durchmesserbereich 41a der
Dichtung positioniert, und der verbleibende Teil des Bereichs 43a um
den Außenumfang des
ringförmigen
Stegs 47 des ersten Verbindungselements 5. Der
Bereich großen
Durchmessers 43b ist derart dimensioniert, daß er von
dem Außenumfang der
Dichtung 41 sowie von den Umfängen der vertieften Bereiche 45, 46 mit
einem Zwischenraum beabstandet ist.
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Der
Führungsring 44 aus
rostfreiem Stahl umfaßt
einen Einsetzbereich 51, der einen Außendurchmesser besitzt, der
nahezu gleich dem Durchmesser des Umfangs des vertieften Bereichs 45 des ersten
Verbindungselements 5 ist, und der in den vertieften Bereich 45 eingesetzt
ist, und einen Führungsbereich 52,
der mit einen Außendurchmesser
besitzt, der leicht kleiner als der Durchmesser des Umfangs des
vertieften Bereichs 46 des zweiten Verbindung selements 12 ist
und lose in den vertieften Bereich 46 eingesetzt ist. Der
Führungsbereich 52 hat
einen Innendurchmesser, der nahezu gleich dem Außendurchmesser des Bereichs
großen
Durchmessers 43b des Halterkörpers 43 ist. Der
Einsetzbereich 51 hat einen oberen Teil des Innenumfangs
fluchtend mit der Innenumfangsfläche
des Führungsbereichs 51 und
ist in einem unteren Teil des Innenumfangs in der Form einer ringförmigen nach
innen gerichteten Protuberanz 53 ausgebildet, die mit dem
radial nach außen
gerichteten Teil des Verbindungsbereichs 43c des Halterkörpers 43 von
unten in stützender
Verbindung steht. Der Führungsbereich 52 ist
an seinem oberen Ende mit einem kleinen ringförmigen Vorsprung 54 ausgebildet,
welcher sich an dem oberen Ende des Bereichs großen Durchmessers 43b des Halterkörpers 43 von
oben abstützt.
Die gesamte vertikale Breite des Halterkörpers 43 sowie die
des Führungsrings 44 ist
leicht kleiner als die kombinierte Tiefe des vertieften Bereichs 45 des
ersten Verbindungselements 5 und des vertieften Bereichs 46 des zweiten
Verbindungselements 12.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind der Halterkörper 43 und
der Führungsring 44 getrennt
voneinander ausgebildet. Der Halterkörper 43 ist in den
Führungsring 44 von
oben eingesetzt, wobei die beiden Komponenten 43, 44 zusammen
den Halter 42 bilden. Da die Dichtung 41 ferner in
den Halterkörper 43 des
Halters 42 eingesetzt ist, werden der Halter 42 und
die Dichtung 41 mittels des ersten Verbindungselements 5 gehalten,
wobei die Dichtung 41 an der Verwendungsstelle positioniert ist.
Das zweite Verbindungselement 12 stößt gegen das erste Verbindungselement 5,
wobei der Halter 42 und die Dichtung 41 an dem
Element 5 gehalten sind. Zu diesem Zeitpunkt wird das zweite
Verbindungselement 12 durch den Führungsbereich 52 des
Führungsrings 44 geführt.
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Die 3(a) zeigt das zweite Verbindungselement 12 wie
es vollständig
gegen das erste Verbindungselement 5 stößt. In diesem Stadium ist die
Außenumfangsfläche des
Führungsbereichs 52 des Führungsrings 44 von
dem Umfangsbereich des vertieften Bereichs 46 des zweiten
Verbindungselements 12 um einen Zwischenraum G von 0,15
mm an jeder Position beabstandet. In den vertieften Bereich 45 des
ersten Verbindungselement 5 ist der Einsetzbereich 51 des
Führungsrings 44 in
die Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 45 eingesetzt, wobei der Bereich
kleinen Durchmessers 43a des Halterkörpers 43 in den Außenumfang
des ringförmigen
Steges 47 eingesetzt ist. Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit,
daß sich
der Halter 42 und die Dichtung 41 seitlich bewegen.
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Die 3(b) zeigt das zweite Verbindungselement 12,
welches gegen das erste Verbindungselement 5 stößt, wie
es von dem Element 5 um seinen größten Wert radial verschoben
ist. Genauer gesagt ist die Außenumfangsfläche des
Führungsbereichs 52 des
Führungsrings 44 von
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 46 des zweiten Verbindungselement 12 um
einen Zwischenraum G1 von 0,3 mm an einer Position beabstandet,
während
der Zwischenraum G2 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen an
einer Position, die von dieser Position um 180° um das Zentrum beabstandet
ist, 0 ist. Jedoch ist der ringförmige
Vorsprung 48a in Druckkontakt mit der unter großem Druck
stehenden Dichtung 41 an dem ungefähr radialen Mittelbereich der äußeren Endfläche des
ringförmigen
Steges 48 vorgesehen und wird daher für den Fall einer solchen Verschiebung
nicht von der Dichtung 41 gelöst werden. Daher ist die Verbindung
frei von jeglichen Problemen wie einer beeinträchtigten Fluiddichtigkeit.
In dem Stadium größter Verschiebung
beträgt
der Abstand zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs 48a und
dem Innenumfang der Dichtung 41 beispielsweise 0,56 mm
an der einen Seite und 0,26 mm an der anderen Seite.
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In
dem Fall der beschriebenen Rohrverbindung kann der Halter 42 sowohl
durch das erste als auch durch das zweite Verbindungselement 5, 12 gehalten
werden, so daß bei
der Montage der in den 1 und 2 gezeigten
Fluidsteuervorrichtung 1 die Komponenten 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 17, 18, 22 nacheinander
ohne eine Unterscheidung zwischen der männlichen und der weiblichen
Art der aneinanderstoßenden
Endflächen
miteinander verbunden werden. Das zweite Verbindungselement 12 kann gegen
das erste Verbindungselement 5 gesetzt werden, während es
durch den Führungsbereich 52 des Führungsrings 44 geführt wird.
Dies gewährleistet eine
vereinfachte Montage, während
es dem zweiten Verbindungselement 12 möglich ist, sich nur um einen
sehr stark verminderten Wert radial relativ zu dem ersten Verbindungselement 5 zu
bewegen. Obwohl die Dichtung 41 in der Position, in der
die ringförmigen
Vor sprünge 47a, 48a in
Kontakt mit der Dichtung gebracht werden, am meisten deformiert ist,
ist diese Position nicht der Innenumfangsbereich der Endfläche der
Dichtung sondern ist nach außen weg
von dem Innenumfang, so daß die
ausgeprägteste
Verformung des Dichtungsbereichs außerhalb des Innenumfangsbereichs
liegt. Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit, daß der Innenumfangsbereich der
Dichtung 41 Falten wirft, was eine Ablagerung von Staub
verhindert.
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Die 4 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Rohrverbindung,
welches sich von dem ersten Ausführungsbeispiel
bezüglich
des Aufbaus eines Führungsringes 62 eines Halters 61 und
des Aufbaus eines einen Halter anpassenden vertieften Bereichs 67 des
zweiten Verbindungselementes unterscheidet. Mit der Ausnahme dieser
Merkmale weist das zweite Ausführungsbeispiel
den gleichen Aufbau auf wie das erste. Daher sind in den betreffenden
Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern oder Symbolen
gekennzeichnet und werden nicht noch einmal beschrieben.
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Der
Führungsring 62 des
Halters 61 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist aus einem rostfreien Stahl hergestellt und umfaßt einen
Einsetzbereich 63, welcher einen Außendurchmesser besitzt, der
nahezu gleich dem Durchmesser des Umfangs des vertieften Bereichs 45 des
ersten Verbindungselements 5 ist, und welcher in den vertieften
Bereich 45 eingesetzt ist, und einen Führungsbereich 64,
welcher einen Außendurchmesser
besitzt, der etwas kleiner als der Durchmesser des Umfangs des vertieften
Bereichs 64 des zweiten Verbindungselements 12 ist
und lose in den vertieften Bereich 67 eingesetzt ist.
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Wie
in der 4 gezeigt ist der den Halter anpassende vertiefte
Bereich 67 des zweiten Verbindungselements 12 bezüglich des
Durchmessers und auch bezüglich
der Höhe
größer als
der vertiefte Bereich 45 des ersten Verbindungselements 5.
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Der
Führungsbereich 64 hat
einen Innendurchmesser, welcher nahezu gleich dem Außendurchmesser
des Bereichs großen
Durchmessers 43b des Halterkörpers 43 ist, und
ist bezüglich
des Außendurchmessers
größer als
der Einsetzbereich 63. Der Einsetzbereich 63 fluchtet
in einen oberen Teil des Innenumfangs mit der Innenumfangsfläche des
Führungsbereichs 64 und
hat in einem unteren Teil des Innenumfangs die Form einer ringförmigen nach
innen gerichteten Protuberanz 65, die von unten in stützendem
Kontakt mit dem seitlich nach außen gerichteten Teil des Verbindungsbereichs 43c des
Halterkörpers 43 steht.
Der Führungsbereich 64 ist
an seinem oberen Ende mit einem ringförmigen Vorsprung 66 ausgebildet,
welcher von oben auf dem oberen Ende des Bereichs großen Durchmessers 43b des
Halterkörpers 43 lagert.
Der Vorsprung 66 an dem oberen Ende des Führungsbereichs 64 hat solch
eine geringe Höhe,
daß er
nicht den Führungsring 62 stören wird,
wenn der Ring in den Halterkörper 43 eingesetzt
wird. Die gesamte vertikale Breite des Führungsringes 62 ist
leicht kleiner als die kombinierte Tiefe des vertieften Bereichs 45 des ersten Verbindungselementes 5 und
des vertieften Bereichs 67 des zweiten Verbindungselementes 12.
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Die 4(a) zeigt das zweite Verbindungselement 12,
wie es genau gegen das erste Verbindungselement 5 stößt. In diesem
Stadium ist die Außenumfangsfläche des
Führungsbereichs 64 des Führungsringes 62 von
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 67 des zweiten Verbindungselementes
12 um einen Zwischenraum G von 0,25 mm an jeder Position beabstandet.
In dem vertieften Bereich 45 des ersten Verbindungselementes 5 ist
der Einsetzbereich 63 des Führungsrings 62 an
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 45 angepaßt, wobei der Bereich kleinen
Durchmessers 43a des Halterkörpers 43 an den Außenbereich
des ringförmigen Steges 47 angepaßt ist.
Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit, daß sich der Halter 61 und
die Dichtung 41 seitlich bewegen. Die 4(b) zeigt
das zweite Verbindungselement 12, welches gegen das erste
Verbindungselement 5 stößt, wie
es von dem Element 5 um seinen größten Wert radial verschoben ist.
Genauer gesagt ist die Außenumfangsfläche des Führungsbereichs 64 des
Führungsrings 62 von
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 67 des zweiten Verbindungselement 12 um
einen Zwischenraum G1 von 0,5 mm an einer Position beabstandet,
während
der Zwischenraum G2 zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen an
einer Position, die von dieser Position um 180° um das Zentrum beabstandet
ist, 0 ist. Jedoch steht der ringförmige Vorsprung 48a in
Druckkontakt mit der unter großen Druck
stehenden Dichtung 41 an ungefähr dem radialen Mittelbereich
der äußeren End fläche des
ringförmigen
Steges 48 vorgesehen und wird daher in dem Fall einer solchen
Verschiebung nicht von der Dichtung 41 gelöst werden.
Daher ist die Verbindung frei von jeglichen Probleme wie einer beeinträchtigten Fluiddichtigkeit.
In dem Stadium der größten Verschiebung
beträgt
der Abstand zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs 48a und
des Innenumfangs der Dichtung 41 beispielsweise 0,65 mm
an einer Seite und 0,15 mm an der anderen Seite.
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Die
Verbindung des zweiten Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von dem ersten darin, daß der Halter 1 nur
durch das erste Verbindungselement 5 gehalten werden kann,
und daß der
Führungsring 62 sowohl
radial als auch axial davon vergrößert ist, und hat den Vorteil,
daß der
Führungsring 62 bezüglich der
Steifigkeit verbessert ist.
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Die 5 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.
Diese Rohrverbindung unterscheidet sich von der Verbindung des ersten
Ausführungsbeispiels
nur bezüglich des
Aufbaus eines Halters 71. Mit der Ausnahme dieses Merkmals
weist das dritte Ausführungsbeispiel den
gleichen Aufbau auf wie das erste. Durch die betreffenden Zeichnungen
sind gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern oder Symbole gekennzeichnet und
werden nicht noch einmal beschrieben.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
umfaßt
einen nicht erfindungsgemäßen Halter 71,
welcher einen Halterkörperbereich 72 und
einen Führungsringbereich 73 aufweist,
die einteilig aus einem rostfreien Stahl hergestellt sind.
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Der
Halterkörperbereich 72 hat
einen Innendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des reduzierten
Durchmesserbereichs 41a der Dichtung ist, hält den Außenumfang
des Bereichs reduzierten Durchmessers 41a und ist an den
Außenumfang
des ringförmigen
Steges 47 des ersten Verbindungselements 5 angebracht.
Der Führungsringbereich 73 umfaßt einen
Einsetzbereich 74, der einteilig mit dem Außenumfang
des Halterkörperbereichs 72 ausgebildet
ist, welcher einen Außendurchmesser besitzt,
der nahezu gleich dem Durchmesser der Umfangsfläche des vertieften Bereichs 45 des
ersten Verbindungselements 5 und in den vertieften Bereich 45 eingesetzt
ist, und einen Führungsbereich 75,
der einen Außendurchmesser
besitzt, der leicht kleiner ist als der Durchmesser der Umfangsfläche des
vertieften Bereichs 46 des zweiten Verbindungselementes
und lose in den vertieften Bereich 46 eingesetzt ist.
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Der
Führungsbereich 75 hat
einen Innendurchmesser größer als
der Außendurchmesser
der Dichtung 41. Die gesamte vertikale Breite des Führungsringbereichs 73 ist
leicht kleiner als die kombinierte Tiefe des vertieften Bereichs 45 des
ersten Verbindungselementes 5 und des vertieften Bereichs 46 des
zweiten Verbindungselementes 12.
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Die 5(a) zeigt das zweite Verbindungselement 12 wie
es genau gegen das erste Verbindungselement 5 stößt. In diesem
Stadium ist die Außenumfangsfläche des
Führungsbe reichs 75 des Führungsringbereichs 73 von
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 46 des zweiten Verbindungselements 12 um
einen Abstand G von 0,25 mm an jeder Position beabstandet. In dem
vertieften Bereich 45 des ersten Verbindungselementes 5 ist
der Einsetzbereich 74 des Führungsringbereichs 73 an
den Umfangsbereich des vertieften Bereichs 45 angepaßt, wobei
der Halterkörperbereich 72 an
den Außenumfang
des ringförmigen
Steges 47 angepaßt
ist. Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit, daß sich der Halter 71 und
die Dichtung 41 seitlich bewegen. Die 5(b) zeigt
das zweite Verbindungselement 12, welches gegen das erste
Verbindungselement 5 stößt, wie
es um den größten Wert
radial von dem Element 5 verschoben ist. Genauer gesagt
ist die Außenumfangsfläche des
Führungsbereichs 75 des Führungsringbereichs 73 von
der Umfangsfläche
des vertieften Bereichs 46 des zweiten Verbindungselements
12 um einen Zwischenraum G1 von 0,3 mm an einer Position beabstandet,
während
der Zwischenraum G2 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen an
einer Position, die von dieser Position um 180° um das Zentrum herum beabstandet
ist, 0 ist. Jedoch ist der ringförmige
Vorsprung 48a in Druckkontakt mit der unter großem Druck
stehenden Dichtung 41 an nahezu dem radialen Mittelbereich der äußeren Endfläche des
ringförmigen
Steges 48 vorgesehen und wird daher in dem Fall einer solchen Verschiebung
nicht von der Dichtung 41 gelöst werden. Daher ist die Verbindung
frei von jeglichen Problemen wie einer beeinträchtigten Fluiddichte. In dem
Stadium der größten Verschiebung
beträgt
der Abstand zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs 48a und
dem Innenumfang der Dichtung 41 beispielsweise 0,56 mm
an einer Seite und 0,26 mm an der anderen Seite.
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Die
Verbindung des dritten Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von dem ersten darin, daß der Halterkörperbereich 72 einteilig
mit dem Führungsringbereich 73 ausgebildet
ist, und hat den Vorteil, daß die
Rohrverbindung aus einer reduzierten Anzahl von Komponenten hergestellt
werden kann, ohne daß die
Arbeit notwendig wird, den Führungsring
in den Halterkörper
einzusetzen. Andererseits hat die Verbindung des ersten Ausführungsbeispiels den
Vorteil, daß es
eine feine Einstellung der Spezifikationen erlaubt, so daß der Führungsring 44 aus
einem Material hergestellt werden kann, welches eine hohe Festigkeit
aufweist, wobei der Halterkörper 43 aus
einem Material hergestellt werden kann, dessen elastische Verformungsarbeit
wichtig ist.