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Patent Searching and Data


Title:
PLASTIC FOR USE IN A VACUUM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/004101
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention pertains to a plastic material suitable for use in a vacuum; proposed is a material that contains polyphenylsulfide and that has both low outgassing rates and good processing characteristics.

Inventors:
KERSKEN HEINZ-HERMANN (DE)
ROEMER JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/001679
Publication Date:
February 09, 1995
Filing Date:
May 26, 1994
Export Citation:
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Assignee:
LEYBOLD AG (DE)
KERSKEN HEINZ HERMANN (DE)
ROEMER JOSEF (DE)
International Classes:
C08G75/0209; F16J15/06; F16L23/16; (IPC1-7): C08G75/02; F16J15/10
Foreign References:
DE4111110A11991-10-10
EP0041906A11981-12-16
EP0401518A21990-12-12
EP0087046A11983-08-31
EP0436132A21991-07-10
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Vakuumtauglicher KunststoffWerkstoff, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß er Polyphenylsulfid enthält.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Zusatzstoffe enthält, die füllende und/oder ver¬ stärkende Wirkung haben.
3. Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mineralische Füllstoffe enthält.
4. Zentrierring für vakuumdichte Flanschverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Werkstoff nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 besteht.
5. Zentrierring nach Anspruch 4 mit einer für die Halte rung eines Dichtringes (8) geeignet gestalteten Rand¬ fläche (4, 15), dadurch gekennzeichnet, daß die Rand¬ fläche (4, 15) abschnittsweise derart unterschiedlich gestaltet ist, daß mindestens zwei Abschnitte vorhanden sind, welche den Dichtring (8) von unterschiedlichen Seiten stützen.
6. Zentrierring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randfläche (4, 15) im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist und daß aus der Zylinderfläche hervorra¬ gende Vorsprünge (6, 7) vorgesehen sind, welche den Dichtring (8) abwechselnd auf einander gegenüberlie¬ genden Seiten abstützen.
7. Zentrierring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randfläche (4, 15) Abschnitte (11, 12) auf¬ weist, die gegenüber der Achse (5) des Zentrierringes (1) eine alternierend wechselnde Neigung haben.
8. Zentrierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere, vorzugsweise etwa zwölf, Abschnitte (11, 12) aufweist, die derart gestaltet sind, daß sie einander abwechselnd den Dichtring (8) von verschiedenen Seiten stützen.
Description:
Kunststoff für die Verwendung im Vakuum

Die Erfindung bezieht sich auf einen vakuumtauglichen Kunststoff.

In der EP-A-344 290 wird auf das Problem des Ausgasens hingewiesen, das bei der Erzeugung hoher Vakua besteht. Die dem Vakuum ausgesetzten Oberflächen einer Vakuumpumpe, deren Einbauten oder einer Vakuumkomponente (Ventile, Schieber, Leitungen, Flansche, Dampfsperren usw. ) geben über längere Zeit Gase ab, die sich bei Atmosphärendruck dort angelagert haben oder im Werkstoff gelöst sind. Die Erzeugung eines Hochvakuums (etwa 10-* mbar und weniger) ist umso rascher möglich, je geringer die Ausgasungsrate eines Werkstoffes ist. Relativ niedrige Ausgasungsraten haben Metalle (Alumi¬ nium, Edelstahl) und auch Glas. Durch Ausheizen kann der Vorgang des Ausgasens beschleunigt werden.

Aus der genannten Schrift ist weiterhin bekannt, als Werk¬ stoff, der während des Gebrauchs einem Vakuum von 10-* mbar und weniger ausgesetzt ist, einen Kunststoff einzusetzen, der Flüssigkristall-Polymere (LCP) enthält. LCP hat jedoch ungünstige Verarbeitungseigenschaften. Die Ursache dafür

liegt darin, daß sich die faserförmige Molekülstruktur ausschließlich im Randbereich eines aus LCP hergestellten, zum Beispiel gespritzten Formkörpers ausbildet. Im Kern bleibt der Werkstoff weich. Den Hersteller-Empfehlungen entsprechend eignet sich LCP im wesentlichen nur für die Herstellung dünnwandiger Bauteile. Da sich die für die Festigkeit maßgebenden Fasern ausschließlich im Oberflächen¬ bereich ausbilden, kommt auch eine spanabhebende Bearbeitung nicht in Frage. Weiterhin besteht der Nachteil, daß bei durch Spritzgießen hergestellten Bauteilen sowohl die Festigkeit als auch die Leckdichtheit im Bereich stumpfer Fließnähte stark reduziert ist. Im Bereich der Fließnähte treffen die Fasern stirnseitig aufeinander und bleiben ohne Vernetzung stehen. Schließlich haben die LCP-Werkstoffe ein stark anisotropes Schwindungsverhalten. Insgesamt ist festzustellen, daß die Eigenschaften von aus LCP hergestell¬ ten Gegenständen orientierungsabhängig sind, was eine geometrieabhängige und damit aufwendige Konstruktion von zu fertigenden Teile bedingt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vakuumtauglichen Kunststoff vorzuschlagen, der neben guten Ausgasungseigenschaften auch noch gute Verarbeitungseigen¬ schaften hat.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Werkstoff dieser Art Polyphenyl¬ sulfid (PPS). PPS der verschiedensten Typen werden z.B. unter den Handelsnamen FORTON (Hoechst) oder TEDUR (Bayer) angeboten. Die geschilderten Nachteile in Bezug auf die Verarbeitungs- und Festigkeitseigenschaften haben Werkstoffe dieser Art nicht. Darüberhinaus haben PPS-enthaltende Werkstoffe überraschend niedrige Ausgasungsraten, die zum Teil kleiner sind als die Ausgasungsraten des vorbekannten Werkstoffs LCP.

PPS kann mit gebräuchlichen Zusatzstoffen, wie Kreide, Eisenoxid, Mineralien, Graphit, PTFE o. dgl. gefüllt und/

oder mit Glasfasern, C-Fasern usw. verstärkt werden. Insbe¬ sondere mineralische Füllstoffe verbessern die Verarbeit- barkeit und haben Einfluß auf die Oberfläche und damit auf die Ausgangsrate.

Die folgende Tabelle läßt die Anpassungseigenschaften von zwei FORTON- und zwei VECTRA-Typen erkennen:

Als Beispiele für aus PPS hergestellte Gegenstände sind in den Figuren 1 bis 4 Zentrierringe für vakuumdichte Flansch¬ verbindungen dargestellt.

Die Figuren 1, 2 und 4 zeigen jeweils Schnitte durch ver¬ schiedene Ausführungsformen eines Zentrierringes nach der Erfindung, jeweils mit davon gehalterten Dichtringen. Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Zen¬ trierringes nach Figur 2.

Die dargestellten Zentrierringe 1 weisen im Bereich ihrer Stirnseiten Vorsprünge 2 und 3 auf, die in eingebautem Zustand die miteinander zu verbindenden, nicht dargestellten

Flansche umgreifen und dadurch die gewünschte Zentrierung bewirken.

Die Innenfläche 4 des Zentrierringes 1 nach Figur 1 hat eine im wesentlichen zylindrische Form, bezogen auf die Achse 5. Zusätzlich sind Vorsprünge oder Wülste 6 und 7 vorgesehen. Die mit 6 bezeichneten Vorsprünge sind jeweils im unteren Bereich (bezogen auf die dargestellte Stellung des Zen¬ trierringes 1) und die mit 7 bezeichneten Vorsprünge sind jeweils im oberen Bereich der inneren Zylinderfläche 4 angeordnet. Dadurch entstehen für den eingelegten Dichtring 8 Stützränder, die alternierend auf unterschiedlichen Seiten des Ringes 8 liegen und ihn dadurch als Ganzes in seiner dargestellten Position festhalten. Die Innenfläche 4 weist keinen Hinterschnitt mehr auf, so daß die Innenfläche 4 einfach hergestellt - gespritzt - werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 (Schnittdar¬ stellung) und 3 (Draufsicht) sind gegenüber der Achse 5 geneigte Flächenabschnitte 11 und 12 (vorzugsweise mit einem Winkel α » 20° gegenüber der Achse 5) vorgesehen. Die Neigung der Flächenabschnitte 11 bewirkt, daß sie den Dichtring 8 von unten (wieder bezogen auf die dargestellte Stellung des Zentrierringes 1) abstützen, während die Neigung der Flächenabschnitte 12 bewirkt, daß der Dichtring von oben her abgestützt ist.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zentrierringes 1 nach der Erfindung, welcher der Innenzentrierung des Dicht¬ ringes 8 dient. Die stirnseitigen Vorsprünge 2 und 3 greifen in die nicht dargestellten miteinander zu verbindenden Flansche ein und bewirken die gewünschte Zentrierung. Die den Dichtring 8 haltende Randfläche hat im Schnitt die Form eines Teilzylinders und ist dem im Schnitt runden Dichtring 8 angepaßt. Alternativ können auch den Figuren 1 bis 3 analoge Gestaltungen zur Halterung des Dichtringes 8 vorge¬ sehen sein.