EP0303905A2 - Flange coupling - Google Patents

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EP0303905A2
EP0303905A2 EP88112692A EP88112692A EP0303905A2 EP 0303905 A2 EP0303905 A2 EP 0303905A2 EP 88112692 A EP88112692 A EP 88112692A EP 88112692 A EP88112692 A EP 88112692A EP 0303905 A2 EP0303905 A2 EP 0303905A2
Authority
EP
European Patent Office
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ring
flange
flange connection
waveguide
connection according
Prior art date
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EP88112692A
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French (fr)
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EP0303905A3 (en
EP0303905B1 (en
Inventor
Hans-Günter Dr. Mathews
Oskar Schafheitle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
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Publication date
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Publication of EP0303905A2 publication Critical patent/EP0303905A2/en
Publication of EP0303905A3 publication Critical patent/EP0303905A3/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/04—Fixed joints
    • H01P1/042—Hollow waveguide joints

Definitions

  • the invention relates to a flange connection for round waveguides.
  • the generation and conduction of high-power microwaves is of great importance, since electromagnetic radiation can be used to heat the plasma.
  • Frequencies in the range from a few GHz to a few hundred GHz are preferably used.
  • the oversized waveguides required have cross dimensions of a few dozen to a few centimeters. They are often circular in cross-section.
  • a waveguide Basically, it is the task of a waveguide to guide the electromagnetic waves from the place of their generation to the place of their use and, if possible, without changing the type and intensity of the waves. How well a waveguide can do its job essentially depends on how constant its cross section is. Abrupt changes of the same, as occur preferably in the frontal connection of waveguides, lead, for example, to the mode converter sion and are particularly disruptive. It is therefore important that the waveguides have the smallest possible manufacturing tolerances (eg with regard to their cross-sectional shape) and are connected coaxially with great accuracy.
  • a flange connection is known from ISO standard, publication 154-4, "Flanges for wave guides", for coupling round waveguides. Flanges are attached to the ends of the waveguides, e.g. by soldering, which are pressed together by two interlocking, interlocking toothed rings that are screwed together, screwed together.
  • the object of the invention is therefore to provide a flange connection for round waveguides, which achieves the coaxiality of two adjoining waveguides with great accuracy, is simple to assemble and inexpensive to manufacture.
  • the solution is that the coaxiality of two round, adjoining waveguides with a radially resilient centering ring encloses one end of each of the two waveguides.
  • the flange connection is designed such that it can be fitted in the manner of a bayonet lock.
  • a particularly preferred embodiment of the flange connection allows it to be assembled and temporarily fixed without the aid of tools.
  • a flange connection which comprises at least one independent flange ring which is rotatably but non-displaceably attached to the waveguide in the axial direction.
  • Fig. 1 shows a section through a flange connection according to the invention.
  • the starting point are two waveguides 1a, 1b, which are to be coaxially coupled.
  • These are round waveguides made of a metal, such as phosphorized copper (material DIN 1787), with an outside diameter of about 120 mm and a wall thickness of about 3 mm.
  • the waveguide An essential requirement for the waveguide is that its roundness and its wall thickness have small manufacturing tolerances. If necessary, the waveguides must be brought to a uniform wall thickness at their ends. What cannot normally be avoided, however, is the fact that waveguides to be joined together have different outer radii at their ends due to the manufacturing inaccuracy. In this case in particular, the invention provides the best possible remedy, provided the two waveguides meet the above-mentioned requirements with regard to roundness and wall thickness.
  • the waveguides 1a, 1b each have a circumferential groove 5a, 5b near their ends, in each of which a snap ring 6a, 6b is seated.
  • the snap rings 6a, 6b protrude from the grooves 5a, 5b and can e.g. be made from a bronze wire.
  • the essence of the invention is now to use a centering ring 3, which surrounds the two waveguides 1a, 1b at one of their ends.
  • the centering ring 3 is designed so that it has a spring effect in the radial direction. If the waveguides 1a, 1b differ at their ends with regard to their outer radii, the centering ring 3 automatically brings them into a coaxial position.
  • a flange connection is used to couple the two waveguides 1a, 1b rigidly. According to a preferred embodiment of the invention, it looks as follows:
  • Two flange rings 2a, 2b are placed over the waveguides 1a, 1b, the inside diameters of which are just large enough that the flange rings 2a, 2b can be easily moved against the waveguides 1a, 1b, but that they cannot slide over the snap rings 6a, 6b .
  • the flange rings 2a, 2b can consist, for example, of material DIN 1725 (AlMgSi alloy) and are preferably surface-treated so that they are better on the waveguides 1a, 1b slide. In practice, it has proven effective to ematalize the flange rings (electrolytic treatment in a titanium oxalate bath). This surface treatment leads to advantageously compact surfaces and is made, for example, by Contraves AG in Zurich.
  • the flange rings 2a, 2b each have a circumferential recess 7a, on a side facing the end of the waveguide. 7b, which is large enough to hold the snap ring 6a or. 6b to be able to record.
  • a plurality of radially displaceable ring holders 10a, 10b, distributed over the circumference of the flange ring, are arranged on the flange rings 2a, 2b. In Fig. 1 only one ring holder is shown for each flange ring.
  • the closed end 15 is underlaid with an elastic ring 12 and a washer 13.
  • the elastic ring 12 ensures that the coupling screw 4 still has some free play when it is screwed as far as possible in the direction of the waveguide 1a.
  • the coupling screw 4 is provided with a thread.
  • the flange ring 2b has a threaded bush 14 at this point.
  • a bayonet bore 11 in the flange ring 2a opposite the threaded bush 14 corresponds to a preferred embodiment of the invention and enables a simple construction of the flange connection.
  • Fig. 2 shows an axial section through a centering ring according to the invention.
  • the centering ring is made, for example, of metal, preferably of ematalized material DIN 1725, and has an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the waveguide to be coupled, so that it can encompass the latter without play.
  • a radial spring effect is there achieved by that the centering ring is provided with incisions 9 which run parallel to the axis of the centering ring.
  • the incisions 9 penetrate alternately from below and from above to a given depth.
  • the incisions 9 are arranged at an azimulatal distance of 15 °.
  • the centering rings have top and bottom centering ring flanges 8a, 8b. Furthermore, the incisions 9 coming from above penetrate to the lower centering ring flanges 8b and those coming from below to the upper centering ring flanges 8a.
  • the centering ring flanges 8b increase the resistance to deformation below the incisions 9 of the centering ring coming from above. Mutatis mutandis can be said for the centering flange 8a.
  • the width of the centering ring has to be determined in such a way that on the one hand the waveguides are enclosed over a sufficiently large width to obtain the effect according to the invention, on the other hand that the flange connection takes up as little space as possible.
  • the width of the centering ring is approximately 15 mm.
  • the width of the centering ring, the dimension of the centering ring flanges and the number and type of cuts must be adapted to the respective requirements.
  • FIG. 3a shows a flange ring according to the invention in axial section and FIG. 3b shows a top view of the latter.
  • 3a and 3b the threaded bush 14, the bayonet bore 11 and the circumferential recess 7a can be seen again.
  • 3b shows in particular how the threaded bushings 14 and the bayonet bores 11 can be arranged.
  • three threaded bushings 14 and three bayonet bores 11 are alternately arranged at an azimuthal distance of 60 °.
  • a captive coupling screw 4 as described above.
  • the advantage of installing threaded bushings 14 and bayonet bores 11 on a flange ring in the manner described above is that the flange connection can be constructed with two identical flange rings 2a, 2b. This makes the manufacture and construction of the flange connection easier.
  • the flange ring is equipped with guide grooves 17 for the ring holder 10.
  • a bore 18a is also provided in each groove, so that the ring holder 10 can be fastened with a screw.
  • Fig. 4 shows a section through a ring holder.
  • An oval bore 18b is provided for fastening the ring holder with a screw 20 on the flange ring.
  • the screw 20 is underlaid with a spring ring 19, which ensures that the ring holder is held in its respective position.
  • the ring holder is preferably L-shaped so that it can be easily pushed back and forth without tools. Likewise, it has a recess 7c at one end facing the waveguide, which recess can accommodate the part of a snap ring protruding from the groove of the waveguide when the ring holder is advanced (cf. FIG. 1).
  • a round waveguide 1a which has a circumferential groove 5a at a suitable distance from one end, meets the desired requirements in terms of manufacturing accuracy both in terms of roundness and in terms of wall thickness.
  • a flange ring 2a with captive coupling screws 4 and ring holders 10a as shown, for example, in FIG. 3b, is placed over the end of the waveguide 1a. Then a snap ring 6a is inserted into the groove 5a of the waveguide. The flange ring 2a is advanced to the snap ring 6a and by advancing the ring holder 10a, which causes the flange ring 6a to slide back against a center of the waveguide 1a prevent being fixed in this position. Of course, it is still axially rotatable about the waveguide 1a.
  • the coupling screws 4 are screwed in until the elastic ring 12 is clamped between the closed end 15 and the washer 13. Because of the elastic ring 12, the coupling screw 4 is not rigid on the flange ring, but can be moved somewhat. In this way, manufacturing inaccuracies of bayonet bores 11 of an opposite flange ring can be accommodated.
  • a centering ring 3 is placed half over the end of a waveguide 1a. If the spacing of the groove 5a is selected appropriately, the centering ring 3 can be pushed over the waveguide 1a until it contacts the flange ring 2a and then just about half the width surrounds the waveguide 1a.
  • the centering ring 3 clamps on the waveguide 1a. Note that both hands are now free to take the second waveguide 1b, slide it into the centering ring 3 and rotate it in the desired direction (think of the case that the waveguide 1b is curved), the bayonet catch close and tighten the coupling screws 4 by hand until the flange connection is provisionally fixed. Now you have both hands free to e.g. finally tighten the coupling screws 4 with a wrench.
  • a flange connection according to the invention can be at least provisionally constructed with two hands, ie by one person, without tools. It is particularly clever, for example, to design a ring holder or a coupling screw lock so that it do not offer a point of attack for tools such as screwdrivers or wrenches, so that these parts cannot be removed by mistake.
  • each waveguide is compatible with several, different coupling arrangements (third-party systems, vacuum seals, etc.).
  • connection according to the invention connects round waveguides coaxially and that it is extremely simple to set up.

Landscapes

  • Waveguide Connection Structure (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

Eine Flanschverbindung für runde Wellenleiter erreicht eine Koaxialität hoher Genauigkeit von zwei runden aneinanderanschliessenden Wellenleitern (1a,1b) mit einem radial federnden Zetrierring (3). Die Flanschverbindung umfasst zwei selbständige Flanschringe (2a,2b), welche jeweils an einem Ende der Wellenleiter (1a,1b) angebracht sind, wobei sie für einen Aufbau der Flanschverbindung in axialer Richtung unverschiebbar, aber um den jeweiligen Wellenleiter frei drehbar angebracht sind. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Flanschringe (2a,2b) so gestaltet, dass sich die Flanschverbindung in der Art eines Bajonettverschlusses fügen lässt.A flange connection for round waveguides achieves a high precision coaxiality of two round adjoining waveguides (1a, 1b) with a radially resilient centering ring (3). The flange connection comprises two independent flange rings (2a, 2b), which are each attached to one end of the waveguide (1a, 1b), whereby they are immovable in the axial direction for a structure of the flange connection, but are freely rotatable about the respective waveguide. According to a preferred embodiment of the invention, the flange rings (2a, 2b) are designed such that the flange connection can be joined in the manner of a bayonet lock.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung für runde Wel­lenleiter.The invention relates to a flange connection for round waveguides.

Stand der TechnikState of the art

Im Zusammenhang mit der Fusionsforschung kommt der Erzeugung und der Leitung von Mikrowellen hoher Leistung eine grosse Bedeutung zu, kann doch elektromagnetische Strahlung zum Auf­heizen des Plasmas verwendet werden. Dabei kommen bevorzugt Frequenzen im Bereich von einigen GHz bis einigen hundert GHz zur Anwendung. Entsprechend haben die erforderlichen überdi­mensionierten Wellenleiter Querabmessungen von wenigen Dutzend bis einigen Zentimetern. Im Querschnitt sind sie oft kreisför­mig.In connection with fusion research, the generation and conduction of high-power microwaves is of great importance, since electromagnetic radiation can be used to heat the plasma. Frequencies in the range from a few GHz to a few hundred GHz are preferably used. Accordingly, the oversized waveguides required have cross dimensions of a few dozen to a few centimeters. They are often circular in cross-section.

Grundsätzlich ist es die Aufgabe eines Wellenleiters, die elektromagnetischen Wellen vom Ort ihrer Erzeugung zum Ort ih­rer Verwendung zu führen und das möglichst ohne die Wellen in ihrer Art und Intensität zu verändern. Wie gut ein Wellenlei­ter seine Aufgabe erfüllen kann, hängt im wesentlichen davon ab, wie konstant sein Querschnitt ist. Abrupte Aenderungen desselben, wie sie bei der stirnseitigen Verbindung von Wel­lenleitern bevorzugt auftreten, führen z.B. zur Modenkonver­ sion und wirken sich besonders störend aus. Deshalb ist es wichtig, dass die Wellenleiter möglichst kleine Fertigungs­toleranzen haben (z.B. bezüglich ihrer Querschnittsform) und mit grosser Genauigkeit koaxial verbunden werden.Basically, it is the task of a waveguide to guide the electromagnetic waves from the place of their generation to the place of their use and, if possible, without changing the type and intensity of the waves. How well a waveguide can do its job essentially depends on how constant its cross section is. Abrupt changes of the same, as occur preferably in the frontal connection of waveguides, lead, for example, to the mode converter sion and are particularly disruptive. It is therefore important that the waveguides have the smallest possible manufacturing tolerances (eg with regard to their cross-sectional shape) and are connected coaxially with great accuracy.

Zur Kupplung von runden Wellenleitern ist aus der ISO-Norm, Publication 154-4, "Flanges for wave guides", eine Flanschver­bindung bekannt. Dabei werden an den Enden der Wellenleiter Flansche angebracht, z.B. durch Löten, welche durch zwei darü­bergestülpte, gegeneinander verschraubte, ineinandergreifende, verzahnte Ringe aneinander gepresst werden.A flange connection is known from ISO standard, publication 154-4, "Flanges for wave guides", for coupling round waveguides. Flanges are attached to the ends of the waveguides, e.g. by soldering, which are pressed together by two interlocking, interlocking toothed rings that are screwed together, screwed together.

Der grosse Nachteil dieser Flanschverbindung liegt darin, dass es nicht möglich ist, die Koaxialität der beiden Wellenleiter mit einer genügenden Genauigkeit zu erreichen. Ferner ist der Aufbau dieser Flanschverbindung mühsam und ihre Einzelteile sind schwer und teuer. Schliesslich stellen sich auch Probleme beim Anlöten eines Flansches.The major disadvantage of this flange connection is that it is not possible to achieve the coaxiality of the two waveguides with sufficient accuracy. Furthermore, the construction of this flange connection is tedious and its individual parts are heavy and expensive. Finally, problems arise when soldering a flange.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flanschverbindung für runde Wellenleiter zu schaffen, welche die Koaxialität von zwei aneinander anschliessenden Wellenleitern mit grosser Ge­nauigkeit erreicht, einfach zum Aufbauen und kostengünstig bei der Herstellung ist. Erfindungsgemäss besteht die Lösung darin, dass die Koaxialität von zwei runden, aneinander an­schliessenden Wellenleitern mit einem radial federnden Zen­trierring je ein Ende der beiden Wellenleiter umschliesst.The object of the invention is therefore to provide a flange connection for round waveguides, which achieves the coaxiality of two adjoining waveguides with great accuracy, is simple to assemble and inexpensive to manufacture. According to the invention, the solution is that the coaxiality of two round, adjoining waveguides with a radially resilient centering ring encloses one end of each of the two waveguides.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Flanschverbindung so gestaltet, dass sie sich in der Art eines Bajonettverschlusses fügen lässt.According to a preferred embodiment of the invention, the flange connection is designed such that it can be fitted in the manner of a bayonet lock.

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Flanschverbindung er­laubt es, dieselbe ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen aufzubauen und provisorisch zu fixieren.A particularly preferred embodiment of the flange connection allows it to be assembled and temporarily fixed without the aid of tools.

Bevorzugt wird ferner eine Flanschverbindung, welche minde­stens einen selbständigen Flanschring umfasst, der drehbar aber in axialer Richtung unverschiebbar am Wellenleiter ange­bracht ist.Also preferred is a flange connection which comprises at least one independent flange ring which is rotatably but non-displaceably attached to the waveguide in the axial direction.

Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Ausführungsformen der Flanschverbindung und im Besonderen des Zentrierringes.Further embodiments of the flange connection and in particular the centering ring result from the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend soll die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeich­nung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Schnitt durch eine Flanschverbindung,
  • Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Zentrierring,
  • Fig. 3a einen Axialschnitt durch einen Flanschring,
  • Fig. 3b eine Draufsicht auf diesen Flanschring, und
  • Fig. 4 einen Schnitt durch einen Ringhalter.
The invention will be explained in more detail below in connection with the drawing using exemplary embodiments. Show it:
  • 1 shows a section through a flange connection,
  • 2 shows an axial section through a centering ring,
  • 3a shows an axial section through a flange ring,
  • Fig. 3b is a plan view of this flange ring, and
  • Fig. 4 shows a section through a ring holder.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

In einem Ausführungsbeispiel soll eine bevorzugte Form der Er­findung beschrieben werden.In one embodiment, a preferred form of the invention will be described.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Flanschverbindung. Ausgangspunkt sind zwei Wellenleiter 1a, 1b, welche koaxial gekuppelt werden sollen. Es handelt sich dabei um runde Hohlleiter aus einem Metall, wie z.B. phospho­riertem Kupfer (Werkstoff DIN 1787), mit einem Aussendurch­messer von etwa 120 mm und einer Wandstärke von etwa 3 mm.Fig. 1 shows a section through a flange connection according to the invention. The starting point are two waveguides 1a, 1b, which are to be coaxially coupled. These are round waveguides made of a metal, such as phosphorized copper (material DIN 1787), with an outside diameter of about 120 mm and a wall thickness of about 3 mm.

Eine wesentliche Forderung an den Hohlleiter besteht darin, dass seine Rundheit wie seine Wandstärke kleine Fertigungsto­leranzen aufweisen. Gegebenenfalls müssen die Hohlleiter an ihren Enden auf eine einheitliche Wandstärke gebracht werden. Was im Normalfall jedoch nicht zu vermeiden ist, ist die Tat­sache, dass aneinanderzufügende Hohlleiter an ihren Enden im Rahmen der Fertigungsungenauigkeit verschiedene Aussenradien haben. Gerade in diesem Fall schafft die Erfindung die best­mögliche Abhilfe, vorausgesetzt die beiden Hohlleiter erfüllen die oben genannten Anforderungen bezüglich Rundheit und Wand­stärke.An essential requirement for the waveguide is that its roundness and its wall thickness have small manufacturing tolerances. If necessary, the waveguides must be brought to a uniform wall thickness at their ends. What cannot normally be avoided, however, is the fact that waveguides to be joined together have different outer radii at their ends due to the manufacturing inaccuracy. In this case in particular, the invention provides the best possible remedy, provided the two waveguides meet the above-mentioned requirements with regard to roundness and wall thickness.

Die Wellenleiter 1a,1b weisen in der Nähe ihrer Enden jeweils eine umlaufende Nut 5a,5b auf, in welcher je ein Sprengring 6a,6b sitzt. Die Sprengringe 6a,6b ragen aus den Nuten 5a,5b heraus und können z.B. aus einem Bronzedraht gefertigt sein.The waveguides 1a, 1b each have a circumferential groove 5a, 5b near their ends, in each of which a snap ring 6a, 6b is seated. The snap rings 6a, 6b protrude from the grooves 5a, 5b and can e.g. be made from a bronze wire.

Der Kern der Erfindung liegt nun darin, einen Zentrierring 3 zu verwenden, welcher die beiden Wellenleiter 1a,1b jeweils an einem ihrer Enden umschliesst. Der Zentrierring 3 ist so be­schaffen, dass er in radialer Richtung eine Federwirkung ent­faltet. Unterscheiden sich nun die Wellenleiter 1a,1b an ihren Enden bezüglich ihrer Aussenradien, so bringt sie der Zen­trierring 3 automatisch in eine koaxiale Stellung.The essence of the invention is now to use a centering ring 3, which surrounds the two waveguides 1a, 1b at one of their ends. The centering ring 3 is designed so that it has a spring effect in the radial direction. If the waveguides 1a, 1b differ at their ends with regard to their outer radii, the centering ring 3 automatically brings them into a coaxial position.

Um die beiden Wellenleiter 1a,1b starr zu kuppeln, wird eine Flanschverbindung verwendet. Gemäss einer bevorzugten Ausfüh­rungsform der Erfindung sieht diese wie folgt aus:A flange connection is used to couple the two waveguides 1a, 1b rigidly. According to a preferred embodiment of the invention, it looks as follows:

Ueber die Wellenleiter 1a,1b sind zwei Flanschringe 2a,2b ge­stülpt, deren Innendurchmesser gerade so gross sind, dass sich die Flanschringe 2a,2b gegen die Wellenleiter 1a,1b leicht verschieben lassen, dass sie aber nicht über die Sprengringe 6a,6b hinweggleiten können.Two flange rings 2a, 2b are placed over the waveguides 1a, 1b, the inside diameters of which are just large enough that the flange rings 2a, 2b can be easily moved against the waveguides 1a, 1b, but that they cannot slide over the snap rings 6a, 6b .

Die Flanschringe 2a,2b können z.B. aus Werkstoff DIN 1725 (AlMgSi-Legierung) bestehen und sind bevorzugterweise ober­flächenbehandelt, damit sie auf den Wellenleitern 1a,1b besser gleiten. In der Praxis hat es sich bewährt, die Flanschringe zu ematalieren (elektrolytische Behandlung in einem Titanoxa­lat-Bad). Diese Oberflächenbehandlung führt zu vorteilhaft kompakten Oberflächen und wird z.B. von der Firma Contraves AG in Zürich gemacht.The flange rings 2a, 2b can consist, for example, of material DIN 1725 (AlMgSi alloy) and are preferably surface-treated so that they are better on the waveguides 1a, 1b slide. In practice, it has proven effective to ematalize the flange rings (electrolytic treatment in a titanium oxalate bath). This surface treatment leads to advantageously compact surfaces and is made, for example, by Contraves AG in Zurich.

Die Flanschringe 2a,2b haben an einer, dem Ende des Wellenlei­ters zugewandten Seite je eine umlaufende Ausnehmung 7a resp. 7b, welche genügend gross ist, um den Sprengring 6a resp. 6b darin aufnehmen zu können. An den Flanschringen 2a,2b sind mehrere, auf den Umfang des Flanschringes verteilte, radial verschiebbare Ringhalter 10a,10b angeordnet. In Fig. 1 ist pro Flanschring jeweils nur ein Ringhalter eingezeichnet.The flange rings 2a, 2b each have a circumferential recess 7a, on a side facing the end of the waveguide. 7b, which is large enough to hold the snap ring 6a or. 6b to be able to record. A plurality of radially displaceable ring holders 10a, 10b, distributed over the circumference of the flange ring, are arranged on the flange rings 2a, 2b. In Fig. 1 only one ring holder is shown for each flange ring.

Eine Anzahl von Kupplungsschrauben 4, wovon eine in Fig. 1 zu sehen ist, verbindet die beiden Flanschringe 2a,2b. Sie haben einen Schraubenkopf 16, welcher bevorzugterweise lang und sechskantig ist, sodass die Kupplungsschrauben 4 gut von Hand geschraubt werden können, und ein verschlossenes Ende 15, da­mit die Kupplungsschrauben 4 unverlierbar sind. Das verschlos­sene Ende 15 ist mit einem elastischen Ring 12 und einer Un­terlagsscheibe 13 unterlegt. Der elastische Ring 12 sorgt dafür, dass die Kupplungsschraube 4 auch dann noch etwas freies Spiel hat, wenn sie soweit wie möglich in Richtung des Wellenleiters 1a vorgeschraubt ist. Auf der Seite des ver­schlossenen Endes 15 ist die Kupplungsschraube 4 mit einem Gewinde versehen. Entsprechend hat der Flanschring 2b an dieser Stelle eine Gewindbuchse 14. Eine Bajonettausbohrung 11 im Flanschring 2a gegenüber der Gewindbuchse 14 entspricht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und ermöglich einen einfachen Aufbau der Flanschverbindung.A number of coupling screws 4, one of which can be seen in Fig. 1, connects the two flange rings 2a, 2b. They have a screw head 16, which is preferably long and hexagonal, so that the coupling screws 4 can be screwed easily by hand, and a closed end 15, so that the coupling screws 4 are captive. The closed end 15 is underlaid with an elastic ring 12 and a washer 13. The elastic ring 12 ensures that the coupling screw 4 still has some free play when it is screwed as far as possible in the direction of the waveguide 1a. On the side of the closed end 15, the coupling screw 4 is provided with a thread. Correspondingly, the flange ring 2b has a threaded bush 14 at this point. A bayonet bore 11 in the flange ring 2a opposite the threaded bush 14 corresponds to a preferred embodiment of the invention and enables a simple construction of the flange connection.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemässen Zentrierring. Der Zentrierring ist z.B. aus Metall, bevorzug­terweise aus emataliertem Werkstoff DIN 1725 und hat einen In­nendurchmesser, welcher etwas kleiner ist als der Aussendurch­messer der zu kuppelnden Wellenleiter, damit er letztere spielfrei umfassen kann. Eine radiale Federwirkung wird da­ durch erreicht, dass der Zentrierring mit Einschnitten 9 ver­sehen ist, welche parallel zur Achse des Zentrierringes ver­laufen. Die Einschnitte 9 dringen abwechslungsweise von unten und von oben bis zu einer gegebenen Tiefe ein. In diesem Aus­führungsbeispiel sind die Einschnitte 9 in einem azimulatalen Abstand von 15° angeordnet.Fig. 2 shows an axial section through a centering ring according to the invention. The centering ring is made, for example, of metal, preferably of ematalized material DIN 1725, and has an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the waveguide to be coupled, so that it can encompass the latter without play. A radial spring effect is there achieved by that the centering ring is provided with incisions 9 which run parallel to the axis of the centering ring. The incisions 9 penetrate alternately from below and from above to a given depth. In this exemplary embodiment, the incisions 9 are arranged at an azimulatal distance of 15 °.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Zentrierringen oben und unten Zentrierringflanschen 8a,8b. Fer­ner dringen die von oben kommenden Einschnitte 9 bis zur unte­ren Zentrierringflansche 8b und die von unten kommenden bis zur oberen Zentrierringflansche 8a. Durch die Zentrierring­flansche 8b wird die Deformationstfestigkeit unterhalb der von oben kommenden Einschnitte 9 des Zentrierringes erhöht. Muta­tis mutandis kann für die Zentrierrinflansche 8a gesagt wer­den.According to a preferred embodiment of the invention, the centering rings have top and bottom centering ring flanges 8a, 8b. Furthermore, the incisions 9 coming from above penetrate to the lower centering ring flanges 8b and those coming from below to the upper centering ring flanges 8a. The centering ring flanges 8b increase the resistance to deformation below the incisions 9 of the centering ring coming from above. Mutatis mutandis can be said for the centering flange 8a.

Die Breite des Zentrierringes gilt es so festzulegen, dass einerseits die Wellenleiter auf einer genügend grossen Breite umschlossen werden, um die erfindungsgemässe Wirkung zu erhal­ten, dass andererseits die Flanschverbindung insgesamt mög­lichst wenig Raum einnimmt. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Breite des Zentrierringes etwa 15 mm. Im allgemeinen sind Breite des Zentrierrings, Abmessung der Zentrierringflansche sowie Anzahl und Art der Einschnitte den jeweiligen Bedürf­nissen anzupassen.The width of the centering ring has to be determined in such a way that on the one hand the waveguides are enclosed over a sufficiently large width to obtain the effect according to the invention, on the other hand that the flange connection takes up as little space as possible. In the present example, the width of the centering ring is approximately 15 mm. In general, the width of the centering ring, the dimension of the centering ring flanges and the number and type of cuts must be adapted to the respective requirements.

Fig. 3a zeigt einen erfindungsgemässen Flanschring im Axial­schnitt und Fig. 3b eine Draufsicht auf diesen. In den Fig. 3a und 3b sind die Gewindbuchse 14, die Bajonettausbohrung 11 und die umlaufende Ausnehmung 7a wieder zu erkennen. Fig. 3b zeigt insbesondere, wie die Gewindbuchsen 14 und die Bajonettausboh­rungen 11 angeordnet werden können. In diesem Beispiel sind drei Gewindbuchsen 14 und drei Bajonettausbohrungen 11 abwech­selnd in einem azimutalen Abstand von 60° angeordnet. In jeder der Gewindbuchse 14 befindet sich eine unverlierbare Kupp­lungsschraube 4 wie oben beschrieben.3a shows a flange ring according to the invention in axial section and FIG. 3b shows a top view of the latter. 3a and 3b, the threaded bush 14, the bayonet bore 11 and the circumferential recess 7a can be seen again. 3b shows in particular how the threaded bushings 14 and the bayonet bores 11 can be arranged. In this example, three threaded bushings 14 and three bayonet bores 11 are alternately arranged at an azimuthal distance of 60 °. In each of the threaded bushings 14 there is a captive coupling screw 4 as described above.

Der Vorteil, Gewindbuchsen 14 und Bajonettausbohrungen 11 auf die oben beschriebene Weise an einem Flanschring anzubringen, liegt darin, dass die Flanschverbindung mit zwei identischen Flanschringen 2a,2b aufgebaut werden kann. Damit werden Her­stellung und Aufbau der Flanschverbindung einfacher.The advantage of installing threaded bushings 14 and bayonet bores 11 on a flange ring in the manner described above is that the flange connection can be constructed with two identical flange rings 2a, 2b. This makes the manufacture and construction of the flange connection easier.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Flanschring mit Führungsnuten 17 für die Ringhalter 10 ausge­stattet. In jeder Nut ist ferner eine Bohrung 18a angebracht, sodass die Ringhalter 10 mit einer Schraube befestigt werden können.According to a preferred embodiment of the invention, the flange ring is equipped with guide grooves 17 for the ring holder 10. A bore 18a is also provided in each groove, so that the ring holder 10 can be fastened with a screw.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Ringhalter. Eine ovale Bohrung 18b ist für die Befestigung des Ringhalters mit einer Schraube 20 am Flanschring vorgesehen. Die Schraube 20 ist mit einem Federring 19 unterlegt, welcher dafür sorgt, dass der Ringhalter in seiner jeweiligen Position festgehalten wird. Bevorzugterweise ist der Ringhalter L-förmig, damit er leicht ohne Werkzeug vor und zurückgeschoben werden kann. Ebenso hat er an einem dem Wellenleiter zugekehrten Ende eine Ausnehmung 7c, welche im vorgeschobenen Zustand des Ringhalters den aus der Nut des Wellenleiters herausragenden Teil eines Spreng­rings aufnehmen kann (vgl. Fig. 1).Fig. 4 shows a section through a ring holder. An oval bore 18b is provided for fastening the ring holder with a screw 20 on the flange ring. The screw 20 is underlaid with a spring ring 19, which ensures that the ring holder is held in its respective position. The ring holder is preferably L-shaped so that it can be easily pushed back and forth without tools. Likewise, it has a recess 7c at one end facing the waveguide, which recess can accommodate the part of a snap ring protruding from the groove of the waveguide when the ring holder is advanced (cf. FIG. 1).

Im folgenden wird beschrieben, wie der Aufbau einer erfin­dungsgemässen Flanschverbindung vor sich geht.The following describes how the construction of a flange connection according to the invention proceeds.

Ein runder Wellenleiter 1a, welcher in einem geeigneten Ab­stand von einem Ende eine umlaufende Nut 5a aufweist, erfüllt sowohl bezüglich Rundheit als auch bezüglich Wandstärke die gewünschten Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit. Ein Flanschring 2a mit unverlierbaren Kupplungsschrauben 4 und Ringhaltern 10a, wie er z.B. in Fig. 3b gezeigt ist, wird über das Ende des Wellenleiters 1a gestülpt. Danach wird ein Sprengring 6a in die Nut 5a des Wellenleiters eingelegt. Der Flanschring 2a wird bis zum Sprengring 6a vorgeschoben und durch Vorschieben der Ringhalter 10a, welche ein Zurückgleiten des Flanschringes 6a gegen eine Mitte des Wellenleiters 1a verhindern, in dieser Stellung fixiert. Selbstverständlich ist er dabei immer noch um den Wellenleiter 1a axial drehbar.A round waveguide 1a, which has a circumferential groove 5a at a suitable distance from one end, meets the desired requirements in terms of manufacturing accuracy both in terms of roundness and in terms of wall thickness. A flange ring 2a with captive coupling screws 4 and ring holders 10a, as shown, for example, in FIG. 3b, is placed over the end of the waveguide 1a. Then a snap ring 6a is inserted into the groove 5a of the waveguide. The flange ring 2a is advanced to the snap ring 6a and by advancing the ring holder 10a, which causes the flange ring 6a to slide back against a center of the waveguide 1a prevent being fixed in this position. Of course, it is still axially rotatable about the waveguide 1a.

Die Kupplungsschrauben 4 werden soweit vorgeschraubt, bis der elastische Ring 12 zwischen verschlossenem Ende 15 und Unter­lagsscheibe 13 eingeklemmt ist. Wegen des elastischen Ringes 12 ist die Kupplungsschraube 4 nicht starr am Flanschring, sondern sie lässt sich etwas bewegen. Auf diese Weise können Fertigungsungenauigkeiten von Bajonettausbohrungen 11 eines gegenüberliegenden Flanschringes aufgenommen werden.The coupling screws 4 are screwed in until the elastic ring 12 is clamped between the closed end 15 and the washer 13. Because of the elastic ring 12, the coupling screw 4 is not rigid on the flange ring, but can be moved somewhat. In this way, manufacturing inaccuracies of bayonet bores 11 of an opposite flange ring can be accommodated.

Mit einem zweiten, an das Ende des ersten Wellenleiters 1a an­zukuppelnden Wellenleiter 1b wird ebenso verfahren.The same procedure is followed with a second waveguide 1b to be coupled to the end of the first waveguide 1a.

Nun wird ein Zentrierring 3 zur Hälfte über das Ende des einen Wellenleiters 1a gestülpt. Wenn der Abstand der Nut 5a ge­eignet gewählt wird, dann kann der Zentrierring 3 soweit über den Wellenleiter 1a geschoben werden, bis er am Flanschring 2a anstöst und dann gerade etwa mit seiner halben Breite den Wel­lenleiter 1a umschliesst.Now a centering ring 3 is placed half over the end of a waveguide 1a. If the spacing of the groove 5a is selected appropriately, the centering ring 3 can be pushed over the waveguide 1a until it contacts the flange ring 2a and then just about half the width surrounds the waveguide 1a.

Wegen der radialen Federung klemmt sich der Zentrierring 3 am Wellenleiter 1a fest. Man beachte, dass nun beide Hände frei sind, um den zweiten Wellenleiter 1b zu nehmen, ihn in den Zentrierring 3 zu schieben und in die gewünschte Richtung zu drehen (man denke an den Fall, dass der Wellenleiter 1b ge­krümmt ist), den Bajonettverschluss zu schliessen und die Kupplungsschrauben 4 von Hand soweit zuzuschrauben, dass die Flanschverbindung provisorisch fixiert ist. Nun hat man wieder beide Hände frei, um z.B. mit einem Schraubenschlüssel die Kupplungsschrauben 4 endgültig anzuziehen.Because of the radial suspension, the centering ring 3 clamps on the waveguide 1a. Note that both hands are now free to take the second waveguide 1b, slide it into the centering ring 3 and rotate it in the desired direction (think of the case that the waveguide 1b is curved), the bayonet catch close and tighten the coupling screws 4 by hand until the flange connection is provisionally fixed. Now you have both hands free to e.g. finally tighten the coupling screws 4 with a wrench.

Neben der Tatsache der koaxialen Verbindung der Wellenleiter 1a,1b ist in der Praxis von grosser Bedeutung, dass eine er­findungsgemässe Flanschverbindung mit zwei Händen, d.h. von einer Person, ohne Werkzeuge zumindest provisorisch aufgebaut werden kann. Besonders geschickt ist es, z.B. Ringhalter oder Verschluss einer Kupplungsschraube so zu gestalten, dass sie keinen Angriffspunkt für Werkzeuge wie Schraubenzieher oder Schraubenschlüssel bieten, damit diese Teile nicht irrtümlich gelöst werden können.In addition to the fact that the waveguides 1a, 1b are connected coaxially, it is of great importance in practice that a flange connection according to the invention can be at least provisionally constructed with two hands, ie by one person, without tools. It is particularly clever, for example, to design a ring holder or a coupling screw lock so that it do not offer a point of attack for tools such as screwdrivers or wrenches, so that these parts cannot be removed by mistake.

Die oben beschriebene Art, einen Flanschring mit einem in eine Nut eingelagten Sprengring zu befestigen, macht die Flansch­verbindung sehr flexibel. Es ist z.B. möglich, die Wellenlei­ter standardmässig mit einer Mehrzahl geeignet angebrachter Nuten zu versehen, sodass entsprechend einem Baukastenprinzip jeder Wellenleiter mit mehreren, verschiedenen Kupplungsanord­nungen (fremde Systeme, Vakuumabschlüsse usw.) verträglich ist.The above-described way of attaching a flange ring with a snap ring inserted into a groove makes the flange connection very flexible. It is e.g. It is possible to provide the waveguide with a plurality of suitably arranged grooves as standard, so that, according to a modular principle, each waveguide is compatible with several, different coupling arrangements (third-party systems, vacuum seals, etc.).

Abschliessend kann gesagt werden, dass die erfindungsgemässe Verbindung runde Wellenleiter koaxial verbindet, und dass sie äusserst einfach aufzubauen ist.In conclusion, it can be said that the connection according to the invention connects round waveguides coaxially and that it is extremely simple to set up.

Claims (9)

1. Flanschverbindung für runde Wellenleiter, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Koaxialität von zwei runden, aneinan­der anschliessenden Wellenleitern (1a,1b) mit einem ra­dial federnden Zentrierring (3) erreicht wird, wobei der Zentrierring (3) je ein Ende der beiden Wellenleiter (1a,1b) umschliesst.1. Flange connection for round waveguides, characterized in that the coaxiality of two round, adjoining waveguides (1a, 1b) is achieved with a radially resilient centering ring (3), the centering ring (3) each having one end of the two waveguides (1a , 1b) encloses. 2. Flanschverbidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (3) ein Ring mit von oben und von unten abwechselnd eindringenden Einschnitten (9) ist.2. Flange connection according to claim 1, characterized in that the centering ring (3) is a ring with cuts (9) penetrating alternately from above and from below. 3. Flanschverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichet, dass der Zentrierring (3) Zentrierringflanschen (8a,8b) aufweist, und dass die Einschnitte (9) von oben bis zur unteren Zentrierringflansche (8b) und von unten bis zur oberen Zentrierringflansche (8a) eindringen.3. Flange connection according to claim 2, characterized in that the centering ring (3) has centering ring flanges (8a, 8b), and that the incisions (9) from above to the lower centering ring flanges (8b) and from below to the upper centering ring flanges (8a) penetration. 4. Flanschverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, dass der Zentrierring (3) aus Werkstoff DIN 1725 be­steht und zur Verbesserung der Gleiteigenschaften ober­flächenbehandelt ist.4. Flange connection according to claim 3, characterized in that the centering ring (3) consists of material DIN 1725 and is surface-treated to improve the sliding properties. 5. Flanschverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, dass sie mindestens einen selbständigen Flanschring (2a,2b) umfasst, welcher an einem Ende des Wellenleiters (1a,1b) angebracht ist, wobei er für einen Aufbau der Flanschverbindung in axialer Richtung unverschiebbar, aber um den jeweiligen Wellenleiter frei drehbar ange­bracht ist.5. Flange connection according to claim 4, characterized in that it comprises at least one independent flange ring (2a, 2b) which is attached to one end of the waveguide (1a, 1b), wherein it is non-displaceable in the axial direction for a construction of the flange connection is freely rotatable around the respective waveguide. 6. Flanschverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­net, dass mindestens ein Flanschring (2a) auf die Weise angebracht ist, a) dass der Wellenleiter (2a) mit einer Nut (5a) versehen ist, b) sich in der Nut (5a) ein Sprengring (6a) befindet, welcher aus der Nut (5a) herausragt, und dem Flanschring (2a) einen Anschlag gegen das Ende des Wellenleiters (1a) hin bietet, und dass c) der Flanschring Ringhalter (10) besitzt, welche ihm eine Verschiebung vom Ende des Wellenleiters weg gegen eine Mitte des Wellenleiters hin verwehren. 6. Flange connection according to claim 5, characterized in that at least one flange ring (2a) is attached in the manner a) that the waveguide (2a) is provided with a groove (5a), b) in the groove (5a) there is a snap ring (6a) which protrudes from the groove (5a) and offers the flange ring (2a) a stop against the end of the waveguide (1a), and that c) the flange ring has ring holders (10) which prevent it from moving away from the end of the waveguide towards a center of the waveguide. 7. Flanschverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­net, dass sie sich in der Art eines Bajonettverschlusses fügen lässt.7. Flange connection according to claim 6, characterized in that it can be added in the manner of a bayonet lock. 8. Flanschverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, dass a) die beiden Flanschringe (2a,2b) identisch sind, b) wobei jeder Flanschring (2a,2b) mit einer Anzahl un­verlierbarer Kupplungsschrauben (4) ausgestattet ist, und c) die Kupplungsschrauben, welche für den Aufbau der Flanschverbindung bis zu einem Anschlag ausgedreht wer­den, genügend freies Spiel haben, um Fertigungsungenauig­keiten von Bajnonettausbohrungen aufnehmen zu können. 8. Flange connection according to claim 7, characterized in that a) the two flange rings (2a, 2b) are identical, b) each flange ring (2a, 2b) being equipped with a number of captive coupling screws (4), and c) the coupling screws, which are unscrewed up to a stop for the assembly of the flange connection, have enough free play to be able to accommodate manufacturing inaccuracies of bayonet bores. 9. Flanschverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­net, dass die Kupplungsschrauben (4) einen Sechskantkopf und ein verschlossenes Ende besitzen, welches mit einem elastischen Ring unterlegt ist, sodass die Kupplungs­schrauben (4) auch am Anschlag genügend freies Spiel ha­ben.9. Flange connection according to claim 8, characterized in that the coupling screws (4) have a hexagon head and a closed end which is underlaid with an elastic ring, so that the coupling screws (4) have enough free play even at the stop.
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