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Patent Searching and Data


Title:
SEALING ELEMENT FOR VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/001437
Kind Code:
A1
Abstract:
In a sealing element for use in particular in high vacuum technology, a moveable closure unit (4) is closed tightly against a fixed outer flange (1) whose sealing surface (2) is preferably conical. The closure unit (4) comprises a hat-shaped outer part (5) with a flat base (8) and a sealing surface (7) around the periphery; and an inner part (6) concentric with, and smaller in diameter than the outer part. Between them are one or more spring elements (10), arranged as segments on a ring, which act as a disk spring; these are supported by the outer and inner edges on the outer (5) and inner (6) parts. The spring elements (10) are mounted at an oblique angle radially towards the base (8) of the outer part (5) in such a way that when the base (8) of the outer part is subjected to pressure, the radial force is produced at the sealing surface (7) of the elastically deformable outer part (5) and its base (8) is pressed inwards. In this position, the closure unit (4) remains in position, even when the force of the plunger (13) exerted against the base (8) of the outer part is removed.

Inventors:
TINNER FRIEDRICH (CH)
Application Number:
PCT/CH1992/000111
Publication Date:
January 21, 1993
Filing Date:
June 10, 1992
Export Citation:
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Assignee:
CETEC AG (CH)
International Classes:
F16K1/34; F16K51/02; (IPC1-7): F16K1/34; F16K51/02
Foreign References:
BE479106A
FR2331734A11977-06-10
EP0364407A21990-04-18
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Claims:
Patentansprüche
1. Dichtungsanordnung für Ventile, Schieber oder Klappen, insbesondere für die Verwendung in der Hoch und Ultra¬ hochvakuumtechni , mit einer an einem Aussenflansch aus¬ gebildeten Dichtfläche und einer mit dieser zusammenwir¬ kenden Dichtfläche am Aussenumfang eines axial bewegli¬ chen Verschlussteils, der mindestens ein durch die axiale Bewegung wirksam werdendes Spannelement zum Vergrössern des Aussenumfangs zwecks Anpressen der Dichtflächen ge¬ geneinander aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil (4) einen hutförmig und mit einem flachen Boden (8) ausgebildeten Aussenteil (5) mit einer Dicht¬ fläche (7) am Aussenumfang und einen zum Aussenteil kon¬ zentrischen Innenteil (6) kleineren Durchmessers auf¬ weist, zwischen denen ein oder eine Mehrzahl von die Wir¬ kung einer Tellerfeder besitzenden Spannelementen (10) mit Randabstützung am Aussen und Innenteil radial ein¬ wärts zum Boden (8) des Aussenteils (5) hin schräg ge¬ neigt derart angeordnet ist, dass bei Druck gegen den AussenteilBoden (8) die radiale Anpresskraft an der Dichtfläche (7) des elastisch verformbaren Aussenteils (5) erzeugt wird und der Boden (8) des Aussenteils (5) eine einwärts gedrückte Stellung einnimmt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zwischen dem Innenteil (6) und dem Boden (8) des Aussenteils (5) eine radial einwärts sich er¬ streckende Eindrehung (9) zwecks Erhöhung der elastischen Verformbarkeit des Bodens (8) ausgebildet ist.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Aussenteil (5) und der Innenteil (6) getrennt hergestellt und fest miteinander verbunden sind.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der elastische Boden (8) nach dessen Verformung einen stabilen Zustand einnimmt und die Ent¬ spannung nur mit entgegengerichteter Aktionskraft geöff¬ net werden kann.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkraft zwischen Dichtkante und Boden angreift und die Dichtkante höhere Elastizität zum Ausgleich von Rundheitsfehlern aufweist.
Description:
Dichtungsanordnung für Ventile

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Venti¬ le, Schieber oder Klappen, insbesondere für die Verwen¬ dung in der Ultrahochvakuumtechnik, mit einer an einem Aussenf1 ansch ausgebildeten Dichtfläche und einer mit dieser zusammenwirkenden Dichtflä ' che am Aussenu fang eines axial beweglichen Verschlussteils ( Venti itel 1 e ) , der mindestens ein durch die axiale Bewegung wirksam wer¬ dendes Spannelement zum Vergrössern des Aussenumfangs zwecks Anpressen der Dichtflächen gegeneinander aufweist.

Bei einer bekannten Dichtungsanordnung dieser Art besteht der zweiteilige Verschlussteil aus einem flachen Teller mit einem elastisch verformbaren ringförmigen Wulst am Aussenumfang und aus einem in axialer Richtung bewegba¬ ren, im Durchmesser kleineren und koaxial zum Teller, in der Ebene des Wulstrandes angeordneten Ring. Eine am Ring aussen und am Wulstrand innenseitig abgestützte Tellerfe¬ der dient als Kupplungsglied zwischen den beiden Teilen und lässt sich mit Hilfe des axial beweglichen Rings aus der entspannten Stellung in eine vollkommen flache Stel¬ lung drücken, in der sie zwecks Erzeugung der Anpress¬ kraft an den Dichtflächen den grössten Durchmesser be¬ sitzt und quasi eine Totpunktstellung einnimmt. Mit die¬ ser Anordnung ist eine sichere Funktion zum Erzielen eines absolut dichten Abschlusses bei sich verändernden Temperaturen nicht sicher gewährleistet.

Die Erfindung setzte sich daher zur Aufgabe, eine Dich-

ungsanordnung dieser Art zu schaffen, bei der das die Andrückkraft erzeugende Spannelement nicht Kupplungsglied zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen ist, die bis zum Erreichen der Totpunktstellung unter der Feder¬ kraft ständig auseinaderstreben und die dauernde Wirkung einer Andrückkraft erfordern.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfi ndungsgemässe Dichtungsanordnung die Merkmale nach Anspruch 1 auf. Da¬ bei ist der Verschl usstei 1 dieser Dichtungsanordnung ein¬ stückig ausgebildet, wobei zwischen einem hutförmig und mit einem flachen Boden ausgebildeten Aussenteil, der elastisch verformbar ist und der am Aussenumfang die Dichtfläche zum Zusammenwi ken mit einer weiteren Dicht¬ fläche an einem Aussenf1 ansch aufweist, und einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden und zum Aussenteil konzentrischen Innenteil die auf einem Kreisring angeord¬ neten Spannelemente, die die Wirkung einer Tellerfeder besitzen, abgestützt sind, oder statt dessen auch nur eine Tellerfeder vorhanden ist, und zwar derart, dass die am Aussenteil in einer ri ngnutförmi gen Ausnehmung gehal¬ tenen und abgestützten Spannelemente radial einwärts zum Boden des Aussenteils hin schräg geneigt angeordnet sind, während der Druck für die Betätigung gegen diesen Aussen¬ teil-Boden gerichtet ist, mit der Wirkung, dass der ela¬ stisch verformbare Aussenteil-Boden eine einwärts ge¬ drückte Stellung einnimmt, ohne dass die Spannelemente bis in eine Totpunktstellung gelangen. Die elastische Verformbarkeit des Aussentei 1 -Bodens erzielt man insbe¬ sondere noch dadurch, dass bei dem einstückigen Ver¬ schlussteil zwischen dem Innenteil und dem Boden eine radial einwärts sich erstreckende Eindrehung ausgebildet i st .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 e nen Verti kal schni tt durch die Dichtungsanordnung in einer Ausgangsstellung, die eine Hälfte bis zur Mit¬ tel 1 inie zei gend;

Fig. 2 einen Verti kal schni tt entsprechend Fig. 1 in einer betätigten Stellung mit einwärts gedrücktem Aussenteil- Boden;

Fig. 3 ausschnittweise und in Draufsicht eine Mehrzahl von Spannelementen.

Ein feststehendes Gehäuse oder ein Aussenf1 ansch 1 be¬ sitzt eine vorzugsweise konische Dichtfläche 2, die sich am oberen Ende eines von dem Flansch 1 umschlossenen Ka¬ nals 3 befindet. Dieser soll durch ein Verschlussteil 4 dicht abgeschlossen werden. Dieser Verschlussteil wird von einem Aussenteil 5 von einem mit diesem einstückig verbundenen Innenteil 6 gebildet. Der Aussenteil 5 ist hutförmig oder topförmig ausgebildet und besitzt am Aus¬ senumfang eine Dichtfläche 7 zum Zusammenwirken mit der Dichtfläche 2 am Flansch 1 und weist ferner einen ela¬ stisch verformbaren Aussenteil-Boden 8 auf. Die elasti¬ sche Verformbarkeit wird insbesondere noch dadurch er¬ reicht, dass bei einstückiger Ausbildung zwischen dem Boden 8 und dem Innenteil 6 eine radial einwärts sich er¬ streckende Eindrehung 9 ausgebildet ist. Ebenso wäre es auch möglich, den Aussenteil und den Innenteil getrennt herzustellen und in geeigneter Weise fest miteinander zu verbinden .

Eine Mehrzahl von Spannelementen 10, die, gemäss Fig. 3 aus Kreisringsektoren bestehen, auf einem Kreis angeord¬ net sind und die Wirkung wie eine Tellerfeder besitzen, sind mit ihrem äusseren Rand in einer ri ngnutförmi gen Ausnehmung 11 im Aussenteil im Abstand von der Dichtflä¬ che 7 abgestützt und sind mit ihrem inneren Rand an einer am Innenteil 6 befestigten Sicherungsscheibe 12 abge¬ stützt. Die Spannelemente 10 sind vom Aussenrand aus ra¬ dial einwärts zum Boden 8 des Aussenteils hin schräg ge¬ neigt angeordnet, so dass bei axialer Verschiebung des Bodens und des Innenteils 6 durch Andrücken eines Druck¬ stempels 13 in axialer Richtung gegen den Aussenteil-Bo¬ den 8, die Dichtflächen 2 und 7 gegeneinander zu liegen kommen. Die Spannelemente 10 werden nicht bis in die vollkommen horizontale Stellung gedrückt. Aus Fig. 2 geht ferner hervor, dass der elastisch verformbare Aussenteil- Boden 8 wie eine Membrane einwärts gedrückt ist.