EP0303905B1 - Flanschverbindung - Google Patents

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EP0303905B1
EP0303905B1 EP88112692A EP88112692A EP0303905B1 EP 0303905 B1 EP0303905 B1 EP 0303905B1 EP 88112692 A EP88112692 A EP 88112692A EP 88112692 A EP88112692 A EP 88112692A EP 0303905 B1 EP0303905 B1 EP 0303905B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
flange
waveguide
flange connection
waveguides
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88112692A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0303905A3 (en
EP0303905A2 (de
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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Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of EP0303905A2 publication Critical patent/EP0303905A2/de
Publication of EP0303905A3 publication Critical patent/EP0303905A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0303905B1 publication Critical patent/EP0303905B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 is based on a flange connection for round waveguides according to the preamble of the first claim.
  • 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 mode conversion 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.
  • a flange connection for round waveguides is known, in which the coaxiality of the two round, adjoining waveguides is achieved by means of a centering ring.
  • the centering ring is preferably initially cylindrical at its ends and then drilled out in a conical shape. Due to the conical design of the centering ring, a radially inward force component is obtained which acts on a sealing ring and centers the two pipe ends.
  • the object of the invention is to provide a flange connection for round waveguides, which achieves the coaxiality of two adjoining waveguides with great accuracy, is simple to set up and can be produced cost-effectively.
  • the essence of the invention is therefore that the centering ring has cuts which penetrate alternately from above and from below, in such a way that a radial pressure arises on the waveguide ends, which centers the waveguide with great accuracy.
  • 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 set up 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 phosphorous 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 the flange connection to be constructed easily.
  • 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.
  • the incisions 9 penetrate alternately from below and from above to a given depth.
  • the incisions 9 are arranged at an azimuthal 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 flange 8b and those coming from below to the upper centering ring flange 8a.
  • the centering ring flange 8b increases the resistance to deformation below the incisions 9 of the centering ring coming from above. Mutatis mutandis can be said for the centering ring 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, fulfills 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 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)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung geht aus von einer Flanschverbindung für runde Wellenleiter nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
    • Stand der Technik
  • Eine solche Flanschverbindung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 2 030 338 bekannt.
  • 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.
  • 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 Modenkonversion 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.
  • 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.
  • 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.
  • Aus der eingangs genannte DE 2 030 338 ist eine Flanschverbindung für runde Wellenleiter bekannt, bei welcher die Koaxialität der zwei runden, aneinander anschliessenden Wellenleitern mittels eines Zentrierringes erreicht wird. Der Zentrierring ist bevorzugterweise an seinen Enden zunächst ein Stück zylindrisch und dann kegelförmig nach innen verlaufend ausgebohrt. Durch die konusförmige Ausbildung des Zentrierringes erhält man eine radial nach innen gerichtete Kraftkomponente, welche auf einen Dichtring wirkt und eine Zentrierung der beiden Rohrenden bewirkt.
  • Aus der britischen Patentschrift GB 843,229 ist weiter ein flexibles Band bekannt, welches auf beiden Seiten eine Anzahl von direkt gegenüberliegenden Einschnitten aufweist. Aufgrund dieser Einschnitte schmiegt sich das flexible Band dicht an die sich ausweitenden Enden von zwei zu verbindenden Rohren. Damit ein radialer Druck entsteht, wird das flexible Band mittels Briden fixiert.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Flanschverbindung für runde Wellenleiter zu schaffen, welche die Koaxialität von zwei aneinander anschliessenden Wellenleitern mit grosser Genauigkeit erreicht, einfach aufzubauen und kostengünstig herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Flanschverbindung der eingangs genannten Art durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Kern der Erfindung ist es also, dass der Zentrierring abwechselnd von oben und von unten eindringende Einschnitte aufweist, derart, dass ein radialer Druck auf die Wellenleiterenden entsteht, welcher die Wellenleiter mit grosser Genauigkeit zentriert.
  • Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Flanschverbindung so gestaltet, dass sie sich in der Art eines Bajonettverschlusses fügen lässt.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführung der Flanschverbindung erlaubt es, dieselbe ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen aufzubauen und provisorisch zu fixieren.
  • Bevorzugt wird ferner eine Flanschverbindung, welche mindestens einen selbständigen Flanschring umfasst, der drehbar aber in axialer Richtung unverschiebbar am Wellenleiter angebracht ist.
  • Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Ausführungsformen der Flanschverbindung und im Besonderen des Zentrierringes.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 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.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In einem Ausführungsbeispiel soll eine bevorzugte Form der Erfindung beschrieben werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Um die beiden Wellenleiter 1a,1b starr zu kuppeln, wird eine Flanschverbindung verwendet. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht diese wie folgt aus:
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 dadurch 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 azimutalen Abstand von 15° angeordnet.
  • Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Zentrierringen oben und unten Zentrierringflansche 8a,8b. Ferner dringen die von oben kommenden Einschnitte 9 bis zum unteren Zentrierringflansch 8b und die von unten kommenden bis zum oberen Zentrierringflansch 8a. Durch den Zentrierringflansch 8b wird die Deformationstfestigkeit unterhalb der von oben kommenden Einschnitte 9 des Zentrierringes erhöht. Mutatis mutandis kann für den Zentrierringflansch 8a gesagt werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • Im folgenden wird beschrieben, wie der Aufbau einer erfindungsgemässen Flanschverbindung vor sich geht.
  • 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.
  • 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.
  • Mit einem zweiten, an das Ende des ersten Wellenleiters 1a anzukuppelnden Wellenleiter 1b wird ebenso verfahren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Abschliessend kann gesagt werden, dass die erfindungsgemässe Verbindung runde Wellenleiter koaxial verbindet, und dass sie äusserst einfach aufzubauen ist.

Claims (7)

  1. Flanschverbindung für runde Wellenleiter,
    a) bei welcher die Koaxialität von zwei runden, aneinander anschliessenden Wellenleitern (1a, 1b) mit einem radial federnden Zentrierring (3) erreicht wird,
    b) wobei der Zentrierring (3) je ein Ende der beiden Wellenleiter (1a, 1b) umschliesst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    c) der Zentrierring (3) ein Ring mit von oben und von unten abwechselnd eindringenden Einschnitten (9) ist,
    d) der Zentrierring (3) Zentrierringflansche (8a, 8b) aufweist, und
    e) die Einschnitte (9) von oben bis zum unteren Zentrierringflansch (8b) und von unten bis zum oberen Zentrierringflansch (8a) eindringen.
  2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (3) aus Werkstoff DIN 1725 besteht und zur Verbesserung der Gleiteigenschaften oberflächenbehandelt ist.
  3. Flanschverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mindestens einen selbständigen Flanschring (2a,2b) umfasst, welcher an einem Ende des Wellenleiters (1a,1b) angebracht ist, wobei der Flanschring für einen Aufbau der Flanschverbindung in axialer Richtung unverschiebbar, aber um den jeweiligen Wellenleiter frei drehbar angebracht ist.
  4. Flanschverbindung nach Anspruch 3 , 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 eine axiale Verschiebung des Flanschringes vom Ende des Wellenleiters weg gegen dessen Mitte verhindern.
  5. Flanschverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Art eines Bajonettverschlusses aufgebaut ist.
  6. Flanschverbindung nach Anspruch 5, 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.
  7. Flanschverbindung nach Anspruch 6, 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.
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