CENTERING AND SUPPORT RING FOR METALLIC SEALED FLANGED CONNECTIONS

Abstract: 1. Centering and support ring (1) for a metallic gasket (2) for use in a metallic sealed flanged connection (3, 4), consisting of a ribbon-type resilient material, comprising tongues (7) which are punched out of the ribbon in the sealing plane, two centering edges (8, 9) being left, which tongues extend in peripheral direction and hold the metallic gasket (2) in position under preliminary stress, characterised in that the ring (1) has a closed design, that the elastic force required for mounting the metallic gasket (2) in its position is generated by the tongues (7) and that at least one additional projection (11) is provided in one of the two centering edges (8, 9) for mounting the centering and support ring (1) on one of the flanges (3, 4) to be connected together.

Description: Zentrierring für metallgedichtete Flanschverbindungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrierring für metallgedichtete Flanschverbindungen, welcher mindestens einen Vorsprung zur Halterung eines Metalldichtringes aufweist. Metallgedichtete Flanschverbindungen finden insbesondere in der Hochvakuum-Technik häufige Anwendung. Aus dem DT-GM 17 62 330 und aus der DE-AS 12 85 810 sind Dichtungselemente für Vakuumzwecke mit Metalldichtungen bekannt, bei denen entweder der Dichtring und der Zentrierring einstückig ausgebildet oder fest miteinander verbunden sind (DE-AS). Schliesslich ist aus der DT-PS 12 91 582 ein Dichtungselement für Vakuum Flanschverbindungen bekannt, bei dem der Zentrierring im Bereich des Dichtringes als Ringschneide ausgebildet ist, die während des Zusammenpressens der Flanschverbindungen in den Dichtring eindringt. Alle diese vorbekannten Dichtungselemente mit Metalldichtringen können entweder nur einmal oder allenfalls einige Male verwendet werden, da Metall den Vorteil der Elastomer-Dichtungen, nämlich den der elastischen Verformbarkeit,' nicht aufweist. Nach jeder allzu starken Verformung muss deshalb ein neues Dichtungselement verwendet werden. Da die Dichtringe häufig aus kostspieligen Materialien (Kupfer, Indium, Gold oder dgl.) bestehen, ist der Aufwand für Metalldichtungen relativ gross. Im Ultrahochvakuum-Bereich sind jedoch Metalldichtungen unerlässlich, da Elastomer-Dichtungen für diesen Vakuumbereich nicht mehr geeignet sind. Um zu vermeiden, dass bei jeder Erneuerung der Dichtung auch der Zentrierring erneuert werden muss, ist es bekannt (DE-OS 24 16 808, Katalog komponenten für die Vakuumtechnik", Ausgabe 1979, von Balzers), den Zentrierring als Federring auszubilden. Beim Zentrierring nach der DE-OS 24 16 808 ist eine konkav gestaltete Stützfläche für den Dichtring vorgesehen. Der Zentrierring nach dem zitierten Katalog weist dem zu stützenden Dichtring zuge wandte, im Vergleich zur Elastizität des Federringes selbst starre Vorsprünge auf. Nachteilig an diesen vorbekannten Zentrierringen sind Schwierigkeiten bei der Montage Ist der Durchmesser des Randes des Zentrierringes bei eingesetztem Metalldichtring so gewählt, dass er sich beim Aufsetzen auf einen der beiden miteinander zu verbindenden Flansche wegen des vorhandenen Radialspaltes verändert, dann wird dadurch der Kontakt mit dem Metalldichtring aufgehoben, so dass dieser herausfallen kann. Ist der Durchmesser des Randes des Zentrierringes dagegen so gewählt, dass er keine Veränderung beim Aufschieben auf einen Flansch erfährt, dann bleibt zwar die Fixierung des Dichtringes im Zentrierring erhalten; eine Halterung des gesamten aus Zentrierring und Dichtring bestehenden Systems an einem Flansch ist aber nicht möglich. Keines der vorbekannten Dichtring-Zentrierring Systeme ist deshalb für die häufig vorkommende Überkopf- Montage besonders geeignet. Auch bei der Verbindung von Flanschpaaren mit vertikal liegenden Flanschflächen ist es häufig wünschenswert, Zentrier und Dichtring an einem der Flansche sicher zu fixieren. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentrierring für metallgedichtete Flanschverbin dungen, welcher mindestens einen Vorsprung zur Halterung eines Metalldichtringes aufweist, zu schaffen, bei dem die geschilderten Montageschwierigkeiten nicht mehr bestehen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der der Halterung des Metalldichtringes dienende Vorsprung als Federelement ausgebildet ist, dessen Elastizität so gewählt ist, dass die Halterung des Metalldichtringes auch beim Aufsetzen des Zentrierringes auf einen Flansch gewährleiste ist. Durch diese Massnahme ist sichergestellt, dass auch bei einer Durchmesserveränderung des für die Zentrierfunktion verantwortlichen. Randes des Zentrierringes der Kontakt zwischen dem Zentrierring und dem Metalldichtring nicht verloren geht. Bei seitlich und auch bei einer Überkopf- Montage kann deshalb das gesamte aus Dichtring und Zentrierring bestehende System am Flansch fixiert werden. Eine besonders vor#teilhafte #Ausführungsform des erfindungs gemässen Zentrierringes ist dadurch gekennzeichnet, dass er geschlossen ausgebildet ist, dass das Federelement zur Fixierung des Dichtringes etwa in Ringmitte angeordnet ist und dass in einem der beiden Randbereiche mindestens ein weiterer Vorsprung zur Halterung des Zentrierringes an einem der miteinander zu verbindenden Flansche vorgesehen ist. Ein derartiger Zentrierring ist besonders einfach und preiswert herstellbar. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Die Figuren zeigen jeweils einen Schnitt (Figuren 1, 3 und 5) und jeweils eine teilweise geschnittene Draufsicht (Figuren 2, 4 und 6) von verschiedenen Ausführungsbeispielen nach der Erfindung. Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zentrierring 1 dient der Aussenzentrierung eines Metalldichtringes 2, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Zusätzlich sind in Fig. 1 - ebenfalls gestrichelt - die miteinander zu verbindenden Flansche 3 und 4 dargestellt, zwischen denen mittels des Zentrierringes 1 der Dichtring 2 in der gewünschten Position gehalten wird. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 2 lediglich die Aussenlinie des Flansches 3 (strichpunktierter Kreis 5) und die Aussenlinie des Dichtringes 2 (ausgezogene Kreislinie 6) dargestellt. Für die Halterung und Zentrierung des Dichtringes 2 sind aus dem Ring 1 nach innen ausgeklinkte#Federelemente in Form von Zungen 7 vorgesehen, die dem Dichtring 2 im Bereich seiner Aussenlinie 6 federnd anliegen. Die Federkraft und der Federweg sind dabei so gewählt, dass geringfügige Verformungen des Ringes 1 keine Lösung des Kontaktes zwischen den Federelementen 7 und dem Dichtring 2 bewirken. Die Zungen 7 liegen etwa in der Mitte des Zentrierringes (bezogen auf die axiale Ausdehnung des Ringes), sind derart ausgestanzt oder herausgeklinkt, dass der Federweg der Zungen 7 in der Ringebene liegt,und entsprechen in ihrer Breite etwa der Stärke des Metalldichtringes 2. Die beiden Randbereiche 8 und 9 umfassen die miteinander zu verbindenden Flansche 3 und 4 und besorgen dadurch die gewünschte Zentrierung. Um den Zentrierring nach den Figuren 1 und 2 zusätzlich auf einem der beiden Flansche 3 oder 4 (beim dargestellten Ausführungsbeispiel Flansch 3) fixieren zu können, sind im Randbereich 8 drei Vorsprünge 11 vorgesehen, deren Höhe so gewählt ist, dass mit dem Aufschieben des Zentrierringes 1 auf den Flansch 3 gleichzeitig eine Fixierung erzielt wird. Die Vorsprünge 11 können dadurch hergestellt sein, dass der Ring 1 von aussen gekörnt wird. Da die Federwege der Zungen 7 relativ gross sind, verlieren sie beim Aufschieben des Ringes 1 auf den Flansch 3 ihren Kontakt mit der Aussenlinie 6 des Dichtringes 2 nicht. Selbst bei Überkopf-Montage kann deshalb der Dichtring 2 nicht herausfallen. Die Achse des gesamten Systems ist mit 12 bezeichnet. Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 nicht wesentlich. Es ist ersichtlich, dass der Zentrierring 1 aus Bandmaterial besteht, dessen Enden mittels einer Niete 13 zusammengehalten werden. Diese Niete 13 bildet gleichzeitig einen nach innen gerichteten Vorsprung, der - bei entsprechender Bemessung - allein der Fixierung des Ringes 1 auf einem (bei diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellten) Flansch dienen könnte. Zusätzlich ist jedoch ein weiterer Vorsprung 11 dargestellt, der von einer nach innen herausgeklinkten Zunge 14 gebildet wird, deren Federweg ebenfalls in Ringebene liegt. In den Figuren 5 und 6 ist ein Zentrierring 1 dargestellt, welcher der Innenzentrierung des Metalldichtringes 2 dient.- In Fig. 5 sind wieder die miteinander zu verbindenden Flansche 3 und 4 gestrichelt dargestellt. Da es sich um eine Innenzentrierung handelt, sind in Fig. 6 die innere Linie 15 des Dichtringes 2 und die innere Linie 16 des Flansches 3 dargestellt. Dem Dichtring 2 liegen die aus dem Ring 1 nach aussen herausgeklinkten Zungen 7 stützend an. Auch die Vorsprünge 11 zur Fixierung des Ringes 1 am Flansch bzw. innerhalb des Flansches 3 ragen nach aussen hervor. Sie werden ebenfalls von Zungen gebildet, die senkrecht zu den Zungen 7 ausgebogen sind. Bei Zentrierringdurchmesser von 30 bis 50 mm ist das Ringmaterial zweckmässigerweise Edelstahl mit einer Stärke von ca. 0,5 mm. Die Länge der Zungen 7 beträgt zweckmässigerweise 5 bis 15 mm bei einer Zungenbreite von 3 bis 4 mm. Bei Abmessungen dieser Grössenordnung wird die gewünschte Elastizität der Federelemente erreicht. Bei derartigen Abmessungen besteht sogar die Möglichkeit, auf die Vorsprünge 11 zu verzichten und statt dessen den Zentrierring 1 als Federring auszubilden. Die dadurch erhaltene Federwirkung soll jedoch ausschliesslich dazu dienen, den Zentrierring 1 auf einem der Flansche 3 oder 4 fixieren zu können. Aufgrund der relativ langen Federwege der den Dichtring 2 stützenden Zungen 7 wird erreicht, dass trotz einer geringfügigen Durchmesser-Veränderung des Zentrierringes 1 beim Aufsetzen auf einen Flansch der Kontakt zwischen den Zungen 7 und dem Dichtring 2 bestehen bleibt. Nachteilig dabei ist allerdings, dass beim Lösen der Flanschpaare nicht sichergestellt ist, auf welchen der beiden Flansche das Dichtsystem verbleibt. Die Herstellung eines Zentrierringes nach der Erfindung erfolgt zweckmässigerweise dadurch, dass ein gerader Bandmaterialabschnitt gewünschter Länge mit den Federelementen 7 zur Halterung des Dichtringes 2 versehen wird und erst danach das Rundbiegen erfolgt. Auch das Ausrüsten des Bandmaterialabschnittes mit Vorsprüngen 11 zur Halte runa des Zentrierringes 1 an einem Flansch kann - wenn das Werkzeug es gestattet - vor dem Rundbiegen erfolgen. Soll der Ring mittels einer Niete 13 geschlossen werden, dann ist das zweckmässigerweise der letzte Schritt des Herstellverfahrens.

Claims: Zentrierring für metallgedichtete Flanschverbindungen ANSPRUCHE 1. Zentrierring für metallgedichtete Flanschverbindungen, welcher mindestens einen Vorsprung zur Halterung eines Metalldichtringes aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Vorsprung als Federelement (7) ausgebildet ist, dessen Elastizität so gewählt ist, dass die Halterung des Metalldichtringes (2) auch beim Aufsetzen des Zentrierringes (1) auf einen Flansch (3) gewährleistet ist. 2. Zentrierring nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Federelement mindestens eine Zunge (7) vorgesehen ist, die ausgestanzt und - vorzugsweise in Ringebene - ausgebogen ist. 3. Zentrierring nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er aus Edelstahl besteht und dass drei als Zungen (7) gestaltete Feder elemente vorgesehen sind. 4. Zentrierring nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass seine Stärke ca. 0,5 mm und die Länge der Zungen (7) 5 bis 15 mm beträgt. 5. Zentrierring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er geschlossen ist, dass das Federelement (7) zur Fixierung des Dichtringes (2) etwa in Ringmitte angeordnet ist und dass in einem (8) der beiden Randbereiche (8, 9) mindestens ein weiterer Vorsprung (11) zur Halterung des Zentrierringes f ar einem (3) der miteinander zu verbin denden Flansche f3 D4J vorgesehen ist. 6. Zentrierring nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der weitere #spr:#r± (11) von einer weiteren ausgestanzten und ausgebogenen Zunge, einer durch Körnung der Gegenseite entstandenen Erhebung oder dgl. gebildet wird. 7. Zentrierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er als Aussenzentrierring ausgebildet ist, d. h., dass das Federelement (7) und/oder der Vorsprung (11) nach innen gerichtet sind. 20 Zentrierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er als Innenzentrierring ausgebildet ist, d. h., dass das Federelement (7) und/oder der Vorsprung (11) nach aussen gerichtet sind. 9. Zentrierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er aus etwa rund gebogenem Bandmaterial mit durch mindestens eine Niete (13) verbundenen Enden besteht. 10. Verfahren zur Herstellung eines Ringes nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein gerader Bandmaterialabschnitt gewünschter Länge mit den Federelementen (7) zur Halterung des Dichtringes (2) versehen wird und dass danach dasRundbiegen erfolgt. 11. Verfahren zur Herstellung eines Ringes nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein gerader Bandmaterialabschnitt mit den Federelementen (7) zur Halterung des Dichtringes (2) und den Vorsprüngen (11) zur Halterung an einem Flansch (3) versehen wird und anschliessend das Rundbiegen und Verbinden der freien Enden mittels mindestens einer Niete (13) erfolgen.

Inventors: JOKISCH, GERHARD, KABELITZ, HANS-PETER, DR., PLATE, HEINZ
Applicants: LEYBOLD-HERAEUS GMBH
Application year: 1982
Main classification: F16L23
IPC codes: F16L23