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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTOR FOR GAS OR LIQUID LINES AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/015177
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a connector (1) for gas or liquid lines, comprising a core piece (3) having a core (5), a sleeve piece (7) having a sleeve (9), and a pressure chamber (10) that surrounds the core (5) and the sleeve (9) in the connected state, in which pressure chamber an overpressure can be developed relative to a line chamber (4) of the connector (1), and use of the connector.

Inventors:
RADE, Claus (Goethestr. 32, Allmendingen, 89601, DE)
PIECHULLA, Alexander (Matth.-Hipp-Weg 15, Blaubeuren, 89143, DE)
SCHERER, Robert (Bleichwiese 8, Laichingen, 89150, DE)
Application Number:
DE2010/000839
Publication Date:
February 10, 2011
Filing Date:
July 20, 2010
Export Citation:
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Assignee:
CENTROTHERM THERMAL SOLUTIONS GMBH & CO. KG (Johannes-Schmid-Str. 8, Blaubeuren, 89143, DE)
RADE, Claus (Goethestr. 32, Allmendingen, 89601, DE)
PIECHULLA, Alexander (Matth.-Hipp-Weg 15, Blaubeuren, 89143, DE)
SCHERER, Robert (Bleichwiese 8, Laichingen, 89150, DE)
International Classes:
B01J4/00
Attorney, Agent or Firm:
HEYERHOFF & GEIGER (Patentanwälte, Heiligenbreite 52, Überlingen, 88662, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verbinder (1) für Gas- oder Flüssigkeitsleitungen aufweisend ein Kernstück (3) mit einem Kern (5) und ein Hülsen- stück (7) mit einer Hülse (9),

g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

einen den Kern (5) und die Hülse (9) im verbundenen Zustand umschließenden Druckraum (10), in welchem gegenüber einem Leitungsraum (4) des Verbinders (1) ein Überdruck ausbild- bar ist.

2. Verbinder (1) 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 der Druckraums (10) wenigstens zum Teil gebildet ist aus einem mit dem Kernstück (3) oder dem Hülsenstück (7), vorzugsweise einstückig, verbundenen Wandungselement (11).

3. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der Druckraum (10) gegenüber einer Umgebung gasdicht verschließbar ist. 4. Verbinder (1) 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 der Druckraum (10) mittels einer Quetschverbindung (13) gasdicht verschließbar ist, vorzugsweise' mittels einer O-Ring-Quetschverbindung (13). 5. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass im verbundenen Zustand das Hülsenstück (7) oder das Kernstück (3) derart elastisch abgestützt ist, vorzugsweise gegenüber einer Innenwandung des Druckraums (10), dass Kern (5) und Hülse (9) mit einer definierten Kraft aneinander gepresst werden.

6. Verbinder (1) 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 das Hülsenstück (7) oder das Kernstück (3) mittels einer Spiralfeder (17) elastisch abgestützt ist, welche das Hülsenstück (7) oder das Kernstück (3) zumindest abschnittsweise umgibt.

7. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der Kern (5) eine kugelsegmentförmige Oberfläche und die Hülse (9) eine formkomplementäre Oberfläche aufweist, sodass Hülse (9) und Kern (5) im verbundenen Zustand formschlüssig miteinander verbunden sind. 8. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der Druckraum (10) wenigstens einen Gaseinlass (19) zur Zufuhr eines Spülgases (20) und wenigstens einen Ga- sauslass (21) zur Abfuhr des Spülgases (20) aufweist. 9. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass ein in dem Druckraum (10) vorherrschender Druck einstellbar ist und vorzugsweise relativ zu einem in dem Leitungsraum (4) vorherrschenden Druck regelbar ist. 10. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass ein erstes Element (7) aus einer Gruppe bestehend aus Hülsenstück (7) und Kernstück (3) einen Rohrabschnitt (23) aufweist, welcher im verbundenen Zustand zumindest abschnittsweise in einem anderen Element (3) der Gruppe angeordnet ist .

11. Verbinder (1) nach Anspruch 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der Rohrabschnitt (23) eine Innenwandung (25) des anderen Elements (3) vollständig auskleidet, wobei der Rohrabschnitt (23) vorzugsweise an der Innenwandung (25) anliegt . 12. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

eine das Hülsenstück (7) und/oder das Kernstück (3) wenigstens abschnittsweise umgebende Heizeinrichtung (27) zur Beheizung eines darin befindlichen Mediums. 13. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

eine Isolierung (28), welche das Hülsenstück (7) und/oder das Kernstück (3) wenigstens abschnittsweise umfänglich umschließt, wobei vorzugsweise eine keramische Isolierung (28) vorgesehen ist.

14. Verbinder (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Hülsenstück (7) und/oder das Kernstück (3) wenigstens abschnittsweise aus einem gefärbten Material, vorzugs- weise aus einem gefärbten Glas und besonders bevorzugt aus einem gefärbten Quarzglas gefertigt ist.

15. Verwendung eines Verbinders (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche zum Verbinden eines Diffusionsrohrs (30) eines Niederdruckdiffusionsofens (34) mit einer Gasauslasslanze (32) .

16. Verwendung nach Anspruch 15,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Kernstück (3) mit dem Diffusionsrohr (30) verbunden wird, wobei die Verbindung vorzugsweise einstückig ausgeführt wird.

17. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 16,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass in dem Druckraum (10) ein wasserfreies Gas (20) angeordnet wird, wobei der Druckraum (10) vorzugsweise mit dem wasserfreien Gas (20) gespült wird.

Description:
Verbinder für Gas- oder Flüssigkeitsleitungen und dessen Verwendung

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für Gas- oder Flussig- keitsleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie dessen Verwendung.

Verbinder für Gas- oder Flussigkeitsleitungen finden in vielen Anwendungen Einsatz. In der Regel ist eine Dichtheit der mittels des Verbinders hergestellten Leitungsverbindung er- wünscht. Häufig erfordern zudem die in den zu verbindenden

Leitungen beforderten Medien eine Fertigung des Verbinders aus auf diese Medien abgestimmte Materialien. So werden z. B. seit langem Kern- und Hulsenstucke aus hitzebestandigem Quarzglas als Verbinder eingesetzt, sofern dieser hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Die Verbindung mittels formschlussiger Kern- und Hulsenstucken bietet jedoch oft keine hinreichende Dichtheit. Aus diesem Grund werden bislang zusätzliche Dichtungsma- terialien, beispielweise PTFE-Manschetten, zwischen die Kern- und Hulsenstucke eingebracht. Diese Dichtungsmaterialien sind jedoch nur begrenzt hitzebestandig, was wiederum Einschränkungen bei der Nutzung des Verbinders bzw. bei der Prozessfuhrung im jeweiligen Anwendungsfall mit sich bringt.

In einzelnen Anwendungsfallen erweist sich dies als problema- tisch. Unter anderem bei Niederdruckdiffusionanlagen, wie sie beispielsweise zur Eindiffusion von Dotierstoff in Silizium- substrate verwendet werden. Hierbei wird häufig ein Tragergas, in der Regel Stickstoff, durch Phosphoroxychlorid (POCI 3 ) geleitet und zusammen mit mitgefuhrtem, dampfförmigen Phosphoro- xychlorid in ein Diffusionsrohr eingeleitet, in welchem sich zu diffundierende Siliziumscheiben befinden, welche auf Tempe- raturen von etwa 750 bis 900 0 C aufgeheizt sind. Unter Beimischung von Sauerstoff laufen folgende Reaktionen ab:

4 POCl 3 + 3 O 2 → 2 P 2 O 5 + 6 Cl 2

P 2 O 5 + O 2 + Si → SiO 2 : P

Als Reaktionsprodukt entsteht neben Chlorgas (Cl 2 ) auch

Phosphorpentoxid (P 2 Os), welches im Weiteren nicht zu Phosphorsilikatglas (SiO 2 : P) umgesetzt wird und zusammen mit Chlor- - und Trägergas aus dem Diffusionsrohr abtransportiert werden muss .

Im Stand der Technik ist bekannt, zu diesem Zweck an einem Ende des Diffusionsrohres ein Kernstück vorzusehen, welches ei- nen Kern mit kugelsegmentförmiger Oberfläche aufweist, was häufig als Kugelschliff bezeichnet wird. Das Kernstück ist ebenso wie das Diffusionsrohr aus Quarzglas gefertigt und in der Regel mit diesem einstückig verbunden. Das Kernstück ist weiterhin formschlüssig mit einem Hülsenstück verbunden, wel- ches die abzuführenden Gase weiterleitet, beispielsweise in eine Kühlfalle. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Verbinder häufig nicht hinreichend dicht sind, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen bei einem Schleifen des kugelsegmentförmigen Kerns oder dem Schleifen der formkomplemen- tären Hülse des Hülsenstücks. Dies kann sich insbesondere bei Niederdruckdiffusionsanlagen negativ auswirken, da dort infolge einer unzureichenden Dichtheit des Verbinders Umgebungsluft in das Diffusionsrohr gelangen kann. Um dies zu verhindern wird üblicherweise eine PTFE-Manschette zwischen Kern und Hül- se eingefügt. Diese zersetzt sich jedoch oberhalb von 300 0 C in giftige Bestandteile, weswegen diese Temperatur nicht überschritten werden darf. Gleichzeitig kann eine Kondensation von Phosphorpentoxid an der Quarzglaswand des Diffusionsrohres oder des Verbinders nur vermieden werden, wenn die Wand dieser Bauteile hinreichend heiß ist. Bereits bei Temperaturen von weniger als 350 0 C setzt die Kondensation von Phosphorpentoxid ein. Somit ist eine aufwändige Temperaturkontrolle erforderlich, die jedoch die Ablagerung von Phosphorpentoxid nicht vollständig vermeiden, sondern allenfalls reduzieren kann. Kommt gebildetes Phosphorpentoxid mit Wasser in Berührung, beispielsweise mit Wasserdampf aus der Umgebungsluft während Wartungsarbeiten oder bei Beladung des Diffusionsrohres mit Substraten wie Siliziumscheiben, kommt es zur Bildung von Säuren, welche das Quarzglas schädigen. In der Folge werden die Diffusionsrohre und andere Quarzglasteile rasch zerstört und müssen mit erheblichem Aufwand ersetzt werden.

Vor dem Hintergrund der oben dargelegten Sachverhalte liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hitzebeständigen Verbinder zur Verfügung zu stellen, mit welchem ein Eintritt von Umgebungsgasen in eine Niederdruckleitung an der Verbindungsstelle vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche .

Der erfindungsgemäße Verbinder weist ein Kernstück mit einem Kern und ein Hülsenstück mit einer Hülse auf. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen Druckraum vorzusehen, welcher den Kern und die Hülse im verbundenen Zustand umschließt und in welchem gegenüber einem Leitungsraum des Verbinders ein Überdruck ausbildbar ist. Der Druckraum kann dabei einen Gaseinlass zum Einleiten von Gas aufweisen. Über einen solchen Gaseinlass könnte auch der Druck für den Druckraum eingestellt werden.

Unter dem Leitungsraum des Verbinders ist derjenige Raum zu verstehen, in welchem die Gase oder Flüssigkeiten durch den Verbinder hindurchgeleitet werden. Wird in dem Druckraum gegenüber dem Leitungsraum ein Überdruck ausgebildet, so kann für den Fall einer nicht hinreichend dichten formschlüssigen Verbindung zwischen Kern und Hülse gewährleistet werden, dass allenfalls ein in dem Druckraum angeordnetes Druckmedium in den Leitungsraum und mit diesem verbundene andere Räume eindringt. Als Druckmedium wird dabei ein Medium in dem Druckraum angeordnet, welches im Falle eines Eindringens in den Leitungsraum im jeweiligen Anwendungsfall für die Prozessführung unschädlich ist. Beispielsweise kann es sich um ein wasserfreies Gas, insbesondere um ein Inertgas wie Stickstoff oder ein Edelgas, handeln.

Auf diese Weise kann auf ein zusätzliches, zwischen Kern und Hülse angeordnetes Dichtmittel, wie beispielsweise eine PTFE- Manschette, verzichtet werden. Das Kern- sowie das Hülsenstück sind aus einem für den jeweiligen Anwendungsfall hinreichend temperaturbeständigen Werkstoff gefertigt, vorzugsweise aus

Quarzglas. Somit ist der Verbinder hitzebeständig und es wird der Eintritt von Umgebungsgasen in den Leitungsraum vermieden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verbinders sieht vor, dass der Druckraum gegenüber einer Umgebung gasdicht verschließbar ist. Der Begriff gasdicht bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Druckraum zumindest dicht gegenüber einem Eindringen von Gasen aus der Umgebung ausgeführt ist. Vorzugs ¬ weise ist der Druckraum zudem auch dicht gegenüber einem Ent- weichen von in dem Druckraum angeordneten Gasen und besonderes bevorzugt auch dicht gegenüber einem Entweichen von in den Gas- oder Flüssigkeitsleitungen im jeweiligen Anwendungsfall transportierten Gasen oder den transportierten Flüssigkeiten entstammenden Gasen aus dem Druckraum.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung weist der Kern eine kugelsegmentförmige Oberfläche und die Hülse eine hierzu formkomplementäre Oberfläche auf, sodass Hü- lse und Kern im verbundenen Zustand formschlüssig miteinander verbunden sind. Eine derartige kugelsegmentförmige Oberflächengestaltung des Kerns wird im Falle der Verwendung von Gläsern, insbesondere Quarzglas, als Material für den Kern häufig als Kugelschliff bezeichnet. Anstelle einer kugelsegmentförmi- gen Oberfläche kann grundsätzlich auch eine zylinderförmige oder kegelsegmentförmige Oberfläche vorgesehen sein. Bei Glasmaterialien wird dies häufig als Zylinder- oder Kegelschliff bezeichnet . In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung weist der Druckraum wenigstens einen Gaseinlass zu Zufuhr eines Spülgases und wenigstens einen Gasauslass zur Abfuhr des Spülgases auf. Hierdurch kann etwaige in die Druckkammer eindringende Umgebungsluft wirksam aus dem Druckraum entfernt werden. Zudem kann der Druckraum vor Inbetriebnahme des Verbinders komfortabel von Umgebungsluft oder anderen unerwünschten Medien befreit werden. Das für den Druckraum vorgesehene Spülgas kann vor Einleiten in den Druckraum erwärmt werden, vorteilhafterweise auf eine Temperatur von mehr als 300 0 C. Das erwärmte Spülgas würde im Weiteren den Druckraum zumindest teilweise durchströmen und durch den Gasauslass zur Abfuhr des Spülgases den Druckraum wieder verlassen. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist ein in dem Druckraum vorherrschender Druck einstellbar. Zu diesem Zweck sind entsprechende Pumpen oder Druckquellen sowie eine geeignete Steuereinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist der in dem Druckraum vorherrschende Druck relativ zu einem in dem Leitungsraum vorherrschenden Druck regelbar und eine entsprechende Regeleinrichtung vorgesehen. Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante sieht daher die Anordnung wenigstens einer Druckmesseinrichtung im Druckraum vor. Auf diese Weise kann die Differenz zwischen dem im Druckraum vorherrschenden und dem im Leitungsraum vorherrschenden Druck gesteuert bzw. geregelt werden. In der Praxis hat es sich bewährt eine Druckdifferenz von weniger als 10 % des im Leitungsraum vorherrschenden Drucks vorzusehen, um bei Undichtigkeiten zwischen Hülse und Kern sicher zu stellen, dass nur wenig des in dem Druckraum angeordneten Druckmediums in den Leitungsraum gelangt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein erstes Element aus einer Gruppe bestehend aus Hülsenstück und Kern- stück einen Rohrabschnitt aufweist, welcher im verbundenen Zustand zumindest abschnittsweise in einem andeςen Element der Gruppe angeordnet ist; insbesondere kann der Rohrabschnitt zumindest abschnittsweise von dem anderen Element der Gruppe umschlossen sein. Hierdurch kann die Stabilität des Verbinders erhöht werden. Zudem wird die Gefahr verringert, dass bei einer Schädigung des Verbinders im Leitungsraum, z. B. durch Säureeinwirkung, das Hülsenstück und das Kernstück beschädigt sind. Gegebenenfalls kann sich die Reparatur in solch einem Fall auf den Austausch lediglich desjenigen Elements mit dem Rohrabschnitt beschränken.

Vor diesem Hintergrund sieht eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass der Rohrabschnitt eine Innenwan ¬ dung des anderen Elements vollständig auskleidet. Kommt es bei einem derart ausgestalteten Verbinder zu einer Schädigung des Verbinders im Leitungsraum, so braucht in der Regel nur dasjenige Element mit dem Rohrabschnitt ausgetauscht zu werden. Zur weiteren Verringerung der Gefahr der Schädigung desjenigen Elements, welches mit dem Rohrabschnitt ausgekleidet ist, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante vor, dass der Rohrabschnitt an der Innenwandung des anderen Elements anliegt . Bei einer Ausfϋh-rungsvariante des erfindungsgemäßen Verbinders weist das Hülsenstück ein Rohr auf, um dessen Außenmantelfläche die Hülse sich kragenförmig erstreckt. Das Rohr und die Hülse sind dabei bevorzugt einstückig miteinander verbunden. Eine weitere Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass das Kernstück ein Rohr aufweist, um dessen Außenmantelfläche der Kern sich kragenförmig erstreckt. Das Rohr und der Kern sind dabei wiederum vorzugsweise einstϋckig miteinander verbunden. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante schließt der Kern bündig mit der Hülse des Hülsenstücks ab.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verbinders ist eine das Hülsenstück und/oder das Kernstück wenigstens abschnittsweise umgebende Heizeinrichtung zur Beheizung eines in dem Hülsenstück und/oder dem Kernstück befindlichen Mediums vorgesehen. Hierdurch kann in entsprechenden Anwendungsfällen die Gefahr einer unverwünschten Kondensation von in dem Verbinder befindlichen Medien verringert werden. Demselben Zweck dient eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verbinders, welche eine Isolierung vorsieht, welche das Hülsenstück und/oder das Kernstück wenigstens abschnittsweise umfänglich umschließt. Bevorzugt ist dabei als Isolierung eine keramische Isolierung vorgesehen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Hülsenstück und/oder das Kernstück wenigstens abschnittsweise aus einem gefärbten Material gefertigt ist. Hierdurch kann er- reicht werden, dass das Hülsenstück und/oder das Kernstück von einer Wärmequelle ausgesandte Wärmestrahlung besser absorbiert, sodass der Verbinder wenigstens abschnittsweise eine höhere Temperatur annimmt als ohne Färbung, wodurch in einzelnen Anwendungsfällen die Gefahr der Kondensation von im Lei- tungsraum vorhandenen Substanzen verringert werden kann. Bevorzugt wird das Hülsenstück und/oder das Kernstück wenigstens abschnittsweise aus einem gefärbten Glas und besonders bevorzugt aus einem gefärbten Quarzglas gefertigt. Der erfindungsgemäße Verbinder kann vorteilhaft zum Verbinden eines Diffusionsrohres eines Niederdruckdiffusionofens mit einer Gasauslasslanze verwendet werden, wie dies Anspruch 15 vorsieht . Vorteilhafte Weiterbildungen sind wiederum Gegenstand abhängiger Unteransprüche.

Unter einem Niederdruckdiffusionsofen ist vorliegend ein Diffusionsofen zu verstehen, bei welchem die Diffusion bei einem Druck kleiner als Atmosphärendruck erfolgt, vorzugsweise bei einem Druck von 50 bis 250 mbar.

Mittels der Gasauslasslanze werden Prozess- und Reaktionsgase aus dem Diffusionsrohr herausgeführt. Diese werden üblicher- weise einer Kühlfalle zugeleitet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird der Druckraum mit einem Druck beaufschlagt, welcher nur geringfügig höher ist als ein im Leitungsraum vorherrschender Druck. Die Differenz beträgt bevorzugt weniger als 10 % des im Leitungsraum vorherrschenden Drucks. Wie bereits oben angedeutet wurde, kann auf diese Weise bewirkt werden, dass im Falle einer Undichtigkeit zwischen Kern und Hülse lediglich eine geringe Menge des in dem Druckraum angeordneten Gases in den Leitungsraum und von dort aus in das Diffusionsrohr gelangt. In einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verwendung wird das Kernstück oder das Hülsenstück mit dem Diffusionsrohr verbunden, vorzugsweise einstückig, und das Gegenstück, d. h. das Hülsenstück oder das Kernstück, mit der Gasauslasslanze verbunden. Die letztere Verbindung wird bevorzugt wiederum einstückig ausgeführt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante wird das Kernstück mit dem Diffusionsrohr verbunden, wobei die Verbindung vorzugsweise einstückig ausgeführt wird. Dies ist unter anderem insofern von Vorteil, als das Kernstück in der Regel weniger bruchgefährdet ist als das Hülsenstück, sodass die Gefahr, das gesamte Diffusionsrohr austauschen zu müssen, bei dieser Ausgestaltungsvariante verringert wird.

Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Verwendung in dem Druckraum ein wasserfreies Gas angeordnet. Der Druckraum wird ferner vorzugsweise mit dem wasserfreien Gas ge- spült. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass im Falle einer Undichtigkeit zwischen Kern und Hülse und einem Eindringen eines Gases aus dem Druckraum in den Leitungsraum der Verbinder oder das Diffusionsrohr geschädigt wird. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Inertgases als wasser- freies Gas. In der Praxis hat es sich bewährt, das Trägergas der Diffusion in der Regel also Stickstoff, als wasserfreies Gas im Druckraum vorzusehen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: Figur 1 Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verbinders.

Figur 2 Verwendung des erfindungsgemäßen Verbinders aus Figur 1 in einem Niederdruckdiffusionsofen.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Verbinders 1 im verbundenen Zustand. Ein Kern 5 mit einer kugelsegmentförmigen Oberfläche eines Kernstücks 3 ist hierbei formschlüssig in einer Hülse 9 eines Hülsenstücks 7 angeordnet. Das Kernstück 3 ' ist einstückig mit einem Wandungselement 11 verbunden, welches zusammen mit einer O-Ring- Quetschverbindung 13 einen Druckraum 10 ausbildet, welcher den Kern 5 und die Hülse 9 umschließt.

Der Druckraum 10 ist mittels der O-Ring-Quetschverbindung 13 gasdicht gegenüber der Umgebung verschließbar. Dies wird be- wirkt durch eine Quetschung der O-Ringe 15a, 15b.

Das Hülsenstück 7 ist mittels einer Spiralfeder 17, welche das Hülsenstück 7 abschnittsweise umgibt, elastisch gegenüber einer im Druckraum 10 befindlichen Oberfläche der O-Ring- Quetschverbindung 13 und somit gegenüber einer Innenwandung des Druckraums 10 abgestützt. Die Abstützung erfolgt über eine an der Spiralfeder 17 anliegende Ausformung 29 einer keramischen Isolierung 28, wobei die Ausformung 29 sich ihrerseits an einem Anschlag 18 des Hülsenstücks 7 abstützt. Auf diese Weise wird eine von der Spiralfeder 17 ausgehende Federkraft über die Ausformung 29 und den Anschlag 18 auf das Hülsenstück 7 übertragen. Die Federkraft bewirkt dabei ein Aneinanderpres- sen von Kern 5 und Hülse 9 mit einer definierten Kraft.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist der Kern 5 eine ku- gelsegmentförmige Oberfläche und die Hülse 9 eine dazu formkomplementäre Oberfläche auf. In dem dargestellten verbundenen Zustand des Verbinders 1 sind Hülse 9 und Kern 5 dementsprechend formschlüssig miteinander verbunden. Wie oben dargelegt wurde, können auch andere Geometrien Verwendung finden, bei- spielsweise zylinderförmige oder kegelsegmentförmige Oberflächen .

Der Druckraum 10 weist einen Gaseinlass 19 zur Zufuhr eines Spülgases 20 in den Druckraum 10 auf. Das Spülgas 20 kann über einen Gasauslass 21 abgeführt werden. Anstelle des Gaseinlasses 19 und des Gasauslasses 21 ist auch denkbar, lediglich einen Gaseinlass vorzusehen, über welchen der Druckraum 10 zunächst evakuiert und anschließend mit einem Gas, beispielsweise einem Inertgas, befüllt wird. Das Spülgas kann vor einem Einleiten in den Druckraum erwärmt werden, vorzugsweise auf eine Temperatur größer als 300 0 C, und mittels des Spülgases der Verbinder 1 erwärmt werden. Auf diese Weise kann die Gefahr einer Kondensation von in dem Leitungsraum befindlichen Substanzen verringert werden.

Aufgrund des Einleitens des Spülgases 20 in den Druckraum 10 oder der Evakuierung und anschließenden Befüllung des Druckraums 10 mit einem Gas wird in dem Druckraum ein Druck ausgebildet. Dieser in dem Druckraum 10 vorherrschende Druck kann in an sich bekannter Weise mit Pumpen, Druckquellen und Ventilen gesteuert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird der in dem Druckraum 10 vorherrschende Druck geregelt, beispielsweise im Verhältnis zu einem in einem durch das Kernstück 3 und das Hülsenstück 7 gebildeten Lei- tungsraum 4 vorherrschenden Druck. Zur Ermöglichung einer entsprechenden Regelung, oder auch nur zur Ermittlung eines im Druckraum 10 vorherrschenden Druckes, ist in dem Druckraum 10 eine Druckmesseinrichtung 42 angeordnet.

In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist das Kernstück 3 ein Kernrohr 43 auf,, um dessen Außenmantelfläche der Kern 5 sich kragenförmig erstreckt. Kernrohr 43 und Kern 5 sind einstückig miteinander verbunden. Entsprechend weist das Hül- senstück 7 ein Hülsenrohr 47 auf, um dessen Außenmantelfläche sich die Hülse 9 kragenförmig erstreckt. Hülsenrohr 47 und Hülse 9 sind ebenfalls einstückig miteinander verbunden.

Das Hülsenrohr 47 weist einen im verbundenen Zustand in dem Kernstück 3 angeordneten Rohrabschnitt 23 auf. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, kleidet dieser Rohrabschnitt 23 eine Innenwandung 25 des Kernstücks 3 vollständig aus. Wie oben dargelegt wurde, kann auf diese Weise bewirkt werden, dass im Falle einer Schädigung des Verbinders im Leitungsraum 4 lediglich das Hülsenstück 7 ausgetauscht werden muss, das Kernstück 3 jedoch in den meisten Fällen belassen werden kann.

In der Schnittdarstellung der Figur 1 ist erkennbar, dass der Rohrabschnitt 23 beabstandet von der Innenwandung 25 des Kern- Stücks 3 angeordnet ist. Eine weitere Verringerung der Gefahr einer Schädigung des Kernstücks 3 ließe sich jedoch ohne weiteres dadurch erreichen, dass der Rohrabschnitt 23 an der Innenwandung 25 des Kernstücks 3 anliegt. Die Isolierung 28, welche vorliegend als keramische Isolierung 28 ausgeführt ist, umschließt das Hülsenstück 7 abschnittsweise umfänglich und verringert in dieser Weise eine Abkühlung eines in dem Leitungsraum 4 geführten Mediums. Einer solchen Auskühlung wirkt auch eine Heizeinrichtung 27 entgegen, von welcher das Kernstück 3 in Figur 1 abschnittsweise umgeben ist. Die keramische Isolierung 28 wie auch die Heizeinrichtung 27 können dazu dienen, eine unerwünschte Kondensation von in dem Leitungsraum 4 geführten Substanzen an den Wandungen des Kernstücks 3 oder des Hülsenstücks 7 zu verhindern.

Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung die Verwendung des Verbinders aus Figur 1 zum Verbinden eines Diffύsionsrohrs 30 eines Niederdruckdiffusionsofens 34 mit einer Gasauslasslanze 32. Der Gaseinlass 19 wie auch der Gasauslass 21 sind in Figur 2 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht wiedergegeben. Der Niederdruckdiffusionsofen ist aus demselben Grund nur teilweise dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist das Kernstück 3 einstückig mit dem Diffusionsrohr 30 verbunden. Das Hülsenrohr 47 dient als Gasauslasslanze 32, über welches Träger- und Reaktionsgase aus dem Diffusionsrohr 30 über den Leitungsraum 4 einer Kühlfalle 40 zugeführt werden können. Das Diffusionsrohr 30 ist mittels einer Isolierung 38 gegenüber der Umgebung isoliert. Prozessgase werden über Gaseinlassrohre 36a, 36b dem Diffusionsrohr 30 zugeführt.

Wird in dem Diffusionsrohr 30 eine POCl 3 -Diffusion durchge- führt, so wird ein als Trägergas verwendeter Stickstoff wie auch nicht zu Phosphorsilikatglas umgesetztes Phosphorpentoxid über die Gasauslasslanze 32, bzw. das Hülsenrohr 47, aus dem Diffusionsrohr 30 abgeführt und der Kühlfalle 40 zugeleitet. Eine Kondensation des Phosphorpentoxids an dem Kernstück 3 wird durch die Heizeinrichtung 27 verhindert. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind das Kernstück 3 wie auch das Hülsenstück 7 ebenso wie das Diffusionsrohr 30 aus Quarzglas gefertigt. Da bei dem erfindungsgemäßen Verbinder 1 keine zusätzliche Dichtmanschette, beispielsweise aus PTFE, erforderlich ist, kann das Kernstück 3 mittels der Heizeinrichtung 27 bedenkenlos geheizt werden. Bei hinreichender Heizleistung der Heizeinrichtung 27 führt dies auch zu einer Aufheizung des Hülsenstücks 7, dessen Abkühlung infolge der Ummantelung mit der keramischen Isolierung 28 reduziert ist, sodass hier ebenfalls kein Niederschlag von Phosphorpentoxid erfolgt. Zur besseren Absorption von Wärmestrahlung, sei es von der Heizeinrichtung 27 oder anderen Wärmequellen, sind Kernstück 3 und Hülsenstück 7 zudem aus gefärbtem Quarzglas gefertigt. Als Spülgas 20 in der Druckkammer 10 ist Stickstoff vorgesehen. Da dieser bereits als Trägergas für POCl 3 eingesetzt wird, bedarf es keiner zusätzlichen Inertgasquelle.

Sollte es, beispielsweise aufgrund von Bedienungsfehlern, den- noch zu einer Kondensation von Phosphorpentoxid im Leitungsraum 4 kommen und zudem Wasserdampf in den Leitungsraum 4 eingetragen werden, beispielsweise bei Wartungsarbeiten, so würde aufgrund der Tatsache, dass der Rohrabschnitt 23 des Hülsenrohrs 47 die Innenwandung 25 des Kernstücks 3 vollständig aus- kleidet, lediglich zu einer Schädigung des Hülsenrohres 47 und damit des Hülsenstückes 7 kommen. Die Reparaturarbeiten würden sich damit auf eine Reparatur oder den Austausch des Hülsenstückes 7 beschränken. Das Kernstück 3 hingegen könnte belassen werden. Da dieses einstückig mit dem Diffusionsrohr 30 verbunden ist bedeutet dies einen erheblich geringeren Reparaturaufwand. Bezugszeichenliste

I Verbinder in verbundenem Zustand

3 Kernstück

4 Leitungsraum

5 Kern mit kugelsegmentförmiger Oberfläche

7 Hülsenstück

9 Hülse

10 Druckraum

II Wandungselement

13 O-Ring-Quetschverbindung

15a O-Ring

15b O-Ring

17 Spiralfeder

18 Anschlag

19 Gaseinlass

20 Spülgas

21 Gasauslass

23 in Kernstück angeordneter Rohrabschnitt des Hülsenstücks

25 Innenwandung Kernstück

27 Heizeinrichtung

28 keramische Isolierung

29 Ausformung

30 Diffusionsrohr

32 Gasauslasslanze

34 Niederdruckdiffusionsofen

3βa Gaseinlassrohr

36b Gaseinlassrohr

38 Isolierung

40 Kühlfalle

42 Druckmesseinrichtung

43 Kernrohr

47 Hülsenrohr