DE19751700A1 - Dichtungshalter, Dichtungsanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Abdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungshalter zum Festhalten einer oder mehrerer Dichtungen. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen dünnen Dichtungshalter mit einstückig angeformten Haltegliedern zum Halten und Positionieren einer oder mehrerer Dichtungen zwischen einem Paar von Bauteilen mit je einer oder mehreren Öffnungen, Durchlässen oder Bohrungs­ einsenkungen, welche abgedichtet werden sollen. Außerdem betrifft die Erfin­ dung eine Dichtungsanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Abdichtung.

Man benutzt Dichtungen verschiedenster Arten und Formen, um einen Austritt fluider Medien aus Verbindungsstellen längs einem Strömungsweg oder aus einem Behälter für das betreffende Fluid zu verhindern. Verbindungsstellen im Strömungsweg oder in einem Behälter werden immer dann ausgebildet, wenn zwei oder mehr Bauteile oder Komponenten zusammen gebracht werden, um eine durchgehende Leitung oder einen Fluidbehälter zu bilden. Eine übliche Dichtungsart besteht aus einer Ringdichtung, die zwischen Bauteilen oder Komponenten längs des Strömungsweges angewendet wird, um den Austritt von Fluid zwischen den zwei Komponenten zu verhindern. Diese zwei Bautei­ le oder Komponenten weisen oftmals Nuten oder in ihnen ausgebildete Boh­ rungseinsenkungen auf, um die Ringdichtung aufzunehmen und eine Abdich­ tungs-Stopfbüchse zu bilden.

Aufgrund ihres Werkstoffs und ihrer geometrischen Form sind diese Ringdich­ tungen elastisch, so daß die Ringdichtung den Spalt zwischen den aneinander angrenzenden Bauteilen oder Komponenten, welche den Strömungsweg begrenzen, ausfüllt. Das gewünschte Ergebnis ist, daß die Ringdichtung sich an beiden Bauteilen oder Komponenten an sämtlichen Punkten längs der Dichtung fest abstützt, so daß der Spalt durch die Ringdichtung vollständig gesperrt wird.

Diese Ringdichtungen können auf vielfältige Weise zwischen dem Paar der Bauteile eingebaut werden. Die verbreitetste Vorgehensweise besteht darin, die Ringdichtung einfach in die Nut oder Einsenkung einzulegen, die die Dich­ tungs-Stopfbüchse bildet. Bei dieser Methode bewegt sich die Dichtung jedoch oftmals oder verschiebt sich während des Zusammenbaus der zwei Bauteile. Außerdem ist es oftmals bei gewissen Anwendungen schwierig, die zwei Bauteile aneinander anzubringen, ohne daß die Dichtung aus ihrer Position herausfällt. Dies führt dazu, daß die Dichtung während des Einbaus ver­ schmutzt oder beschädigt wird.

Es ist auch bekannt, daß man Halterplatten verwenden kann, um als Hilfe beim Zusammenbau eine Dichtung in Stellung zu halten. Ein Beispiel einer Halter­ platte ist in dem US-Patent 3,857,572 von Taylor u. a. offenbart. Wie aus Fig. 3 und 4 des Patentes von Taylor u. a. zu ersehen ist, sind die Ringdichtungen in Öffnungen der Halterplatte mittels eines geschlitzten Drahtringes gehalten, der in eine Nut der Halterplatte paßt und an der äußeren Oberfläche der Ringdich­ tung angreift. Die Halterplatte des Patentes von Taylor u. a. weist auch Löcher für die Aufnahme von Schrauben auf, um die Halterplatte an den Bauteilen oder Komponenten zu sichern, die miteinander gekuppelt werden.

Zwar ist die Halterplatte des Patentes von Taylor u. a. bei bestimmten Anwen­ dungen von Nutzen, sie kann jedoch unter bestimmten Umständen die Ver­ wendung von Spezialwerkzeugen erforderlich machen. Insbesondere ist die Halterplatte des Patentes von Taylor u. a. dazu ausgelegt, mit einem Paar Bau­ teilen oder Komponenten benutzt zu werden, die keine Einsenkung oder Nut für die Aufnahme der Ringdichtung aufweisen. Vielmehr muß die Halterplatte des Patentes von Taylor u. a. eine Stärke aufweisen, die eine Verformung der Ringdichtung nach einwärts in geeignetem Ausmaße zuläßt, um die richtige Abdichtung sicherzustellen. Außerdem ist die Halterplatte des Patentes von Taylor u. a. eine mehrteilige Halterplatte, die höhere Herstellungskosten ver­ ursacht.

Es sind auch Halterplatten bekannt, die, um die Ringdichtungen in Stellung zu halten, mit einem reibschlußartigen Sitz arbeiten. Beispielsweise könnte eine Halterplatte mit einer kreisrunden Öffnung vorgesehen sein, und die Ringdich­ tung könnte etwas elliptisch ausgebildet sein, so daß die Ringdichtung während des Einsetzens der Dichtung in die kreisrunde Öffnung elastisch verformt wird. Ein Nachteil dieser Art einer Halterplatte und Dichtungsanordnung besteht darin, daß die Ringdichtung typischerweise einen großen Durchmesser aufwei­ sen muß, so daß die elliptische Form für das Einsetzen in die runde Öffnung der Halterplatte leicht verformt werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser Art einer Halterplatte und Dichtungsanordnung besteht darin, daß eine Verformung der Dichtung erforderlich ist, die dazu führen kann, daß die Dichtung während des Einbaues verschmutzt oder beschädigt wird. Außerdem erfordert diese Art einer Halterplatte typischerweise eine ziemlich steife Platte mit einer wesentli­ chen Stärke, so daß die Dichtung nicht bei zusammenpassenden Bauteilen oder Komponenten mit Einsenkungen angewendet werden kann.

Angesichts des obigen Sachverhaltes ist ersichtlich, daß Bedarf an einem Dichtungshalter besteht, der bei einem Paar zusammen passender Bauteile oder Komponenten benutzt werden kann, bei denen zumindest eines der Bauteile oder Komponenten eine Einsenkung aufweist, um die Ringdichtung aufzuneh­ men. Ferner besteht Bedarf an einem billigen Dichtungshalter, der verhältnis­ mäßig einfach herstellbar und einbaubar ist. Darüber hinaus besteht ein weite­ rer Bedarf an einem Dichtungshalter, der es ermöglicht, Dichtungen zwischen einem Paar zusammenpassender Bauteile oder Komponenten einzubauen, ohne die Dichtungen mit der Hand oder mit Werkzeugen zu berühren, was zu einer Verschmutzung oder Beschädigung der Dichtung oder Dichtungen führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungshalter zu schaffen, der den oben genannten Anforderungen in besonders hohem Maße gerecht wird. Diese Aufgabe löst erfindungsgemäß ein Dichtungshalter mit den Merk­ malen des Anspruches 1.

Durch die Erfindung wird ein Dichtungshalter zur Verfügung gestellt, der mit einer oder mehreren Dichtungen hoher Zuverlässigkeit, beispielsweise mit metallischen Dichtungen, benutzt werden kann, um die betreffende Dichtung oder die Dichtungen relativ zu betreffenden Öffnungen, Durchgängen oder Einsenkungen zu positionieren und festzuhalten. Dadurch, daß dank der Erfin­ dung die Dichtung oder Dichtungen vor dem Kuppeln der zusammenpassenden Bauteile oder Komponente miteinander an einem der Bauteile oder Komponen­ ten gehalten ist oder sind, wird vermieden, daß die Dichtung oder Dichtungen beim Arbeiten in schwierigen Einbaulagen verlorengeht oder verlorengehen. Bei vertikalen oder überkopf befindlichen Einbau lagen bleibt die betreffende Dichtung unter Kontrolle des Einbauenden.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungshalters kann die Dichtung oder können die Dichtungen eingebaut werden, ohne daß zwischen dem Paar zusammenpassender Bauteile oder Komponenten ein Eingriff durch Hände oder Werkzeuge stattfinden muß, so daß Verschmutzung oder Beschädigung der Dichtung oder Dichtungen vermieden ist. Der erfindungsgemäße Dichtungs­ halter ist billig herstellbar und läßt sich bequem einbauen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung stellt diese eine Dichtungsanord­ nung zur Verfügung, die die Merkmale des Anspruches 12 aufweist.

Des weiteren ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung aufgezeigt, welches die in Anspruch 22 angegebenen Verfah­ rensschritte aufweist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogen gezeichnete perspektivische Ansicht einer Dichtungsanordnung mit zwei C-förmigen Ringdichtun­ gen an einem Dichtungshalter gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung, der zwischen einem Paar zu­ sammenpassender Bauteile oder Komponenten zusammenpreß­ bar ist, um zwischen diesen eine Abdichtung zu bilden;

Fig. 2 einen vergrößert gezeichneten Teilquerschnitt der Dichtungs­ anordnung von Fig. 1 nach erfolgter Kupplung des Paares der zusammenpassenden Bauteile oder Komponenten;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Dichtungshalters von Fig. 1 und 2 ohne mit ihm gekuppelte Ringdichtungen;

Fig. 4 und 5 Draufsichten des Dichtungshalters ohne mit ihm gekuppelte bzw. mit mit ihm gekuppelten Ringdichtungen;

Fig. 6 einen vergrößerten Transversalschnitt entsprechend der Schnitt­ linie 6-6 von Fig. 5;

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Dich­ tungshalters von Fig. 3 bis 6 gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung, jedoch vor dem Einbau zwischen zwei zusammenpassenden Komponenten, von denen jede eine Einsenkung oder Nut aufweist, die je zur Aufnahme eines Teiles jeder der Ringdichtungen bestimmt sind;

Fig. 8 einen vergrößerten Teilquerschnitt der zwischen den zusam­ menpassenden Bauteilen, die in Fig. 7 gezeigt sind, eingebau­ ten Dichtungsanordnung gemäß Fig. 3 bis 6 und

Fig. 9 eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtungshalter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es wird zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine Dichtungs­ anordnung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung vor ihrem Einbau zwischen einem Paar zusammen passender Komponenten oder Bauteile 12 und 14 gezeigt ist. Die Dichtungsanordnung beinhaltet grundsätz­ lich einen Dichtungshalter 20 und zwei Dichtungen 22, die mit dem Dichtungshalter 20 gekuppelt sind.

Die Dichtungsanordnung 10 wird hier lediglich in Zusammenhang mit einer schematischen Darstellung zusammenpassender Komponenten oder Bauteile 12 und 14 beschrieben und dargestellt, weil es für den Fachmann aus der vorlie­ genden Darstellung klar ersichtlich ist, daß der genaue Aufbau des Dichtungs­ halters 20, der Anzahl und Lageanordnung von Dichtungen 22 vom speziellen Anwendungsfall abhängig ist sowie von dem speziellen Aufbau der Bauteile 12 und 14.

Die Dichtungsanordnung 10 ist von besonderem Nutzen für Industriebetriebe für Halbleiter-Prozeßeinrichtungen und Vakuumeinrichtungen oder für andere Industriebetriebe, wo eine Abdichtung höher Verläßlichkeit und äußerster Dichtigkeit erforderlich ist. Insbesondere ist die Dichtungsanordnung 10 vor­ zugsweise dazu ausgelegt, um eine Abdichtung hoher Zuverlässigkeit zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise ist die Dichtungsanordnung 10 vorzugs­ weise dafür ausgebildet, daß sie einen Leckagetest in der Größenordnung von 10⁻⁹ ml Sek⁻¹ Helium besteht.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel ist das Bauteil 12 abnehmbar mit dem Bauteil 14 über vier Schrauben 24 auf übliche Weise gekuppelt. Natürlich könnte eine größere oder kleinere Anzahl von Schrauben verwendet werden, je nach Anwendungsfall. Das Bauteil 12 kann beispielsweise ein Ventil oder Regler sein, während das Bauteil 14 beispielsweise ein Verteiler oder ein Bodenstück sein kann. Genauer gesagt, hat das Bauteil 12 vier Bohrungen 26, durch die die Schrauben 24 gleitend durchsteckbar sind, während das Bauteil 14 vier Gewindebohrungen 28 für den Gewindeeingriff mit den Schrauben 24 aufweist, so daß das Bauteil 12 abnehmbar mit dem Bauteil 14 über die Schrauben 24 gekuppelt ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist das Bauteil 12 auch zwei Öffnungen 30 auf, die mit Öffnungen 32 des Bauteiles 14 fluchten, wenn die Bauteile 12 und 14 miteinander gekuppelt sind. Vorzugsweise weisen die Öffnungen 32 des Bauteiles 14 auch Einsenkungen 34 auf, die so bemessen sind, daß die Dich­ tungen 22 in ihnen aufnehmbar sind. Jede der Einsenkungen 34 weist eine Schulter 36 für die Anlage an einer der Dichtungen 22 auf. Die Tiefe der Einsenkungen 34 ist vorzugsweise geringer als die Längsabmessung der Dich­ tung 22, so daß die Stirnfläche 38 des Bauteiles 12 ebenfalls einen Teil der Dichtungen 22 berührt, um die Dichtungen 22 zwischen den Schultern 36 und der Stirnfläche 38 zusammenzudrücken, wenn die Bauteile 12 und 14 mitein­ ander gekuppelt sind.

Wie aus Fig. 2 und 6 zu ersehen ist, handelt es sich bei den Dichtungen 22 vorzugsweise um übliche Ringdichtungen mit einem C-förmigen Querschnitt, einem Wulstteil 50 und zwei gewölbten Schenkelteilen 52. Es könnten natür­ lich andere Arten von Ringdichtungen mit anders geformten Querschnitten benutzt werden. Außerdem brauchen die Dichtungen 22 nicht notwendiger­ weise rund zu sein, sondern der Dichtungshalter 20 könnte vielmehr so abge­ wandelt werden, daß er eine breite Vielfalt unrunder Formen aufnehmen kann. Der Wulstteil 50 und die Schenkelteile 52 bilden einen nach außen offenen Hohlraum oder eine ununterbrochene Ringnut 54. Jeder der Schenkelteile 52 der Dichtungen 22 weist eine ringförmige Dichtfläche für die Anlage an der Stirnfläche 38 des Bauteiles 12 oder die Anlage an einer der Schultern 36 auf, die durch die Einsenkungen 34 im Bauteil 14 gebildet sind.

Vorzugsweise sind die Dichtungen 22 Metalldichtungen aus geeigneten Werk­ stoffen wie rostfreiem Stahl oder INCONEL 718. Ringdichtungen wie die Ringdichtungen 22 sind in der Technik bekannt, so daß die Ringdichtungen 22 hier nicht im einzelnen besprochen oder dargestellt sind. Die Dichtungen 22 sind lediglich insoweit dargestellt und beschrieben, wie dies für das Verständ­ nis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Bei den gezeigten Ausführungs­ beispielen weisen die Dichtungen 22 einen Außendurchmesser von etwa 6,88 mm und eine axiale Ausdehnung von ungefähr 1,574 mm auf.

Gemäß Fig. 3 bis 6 weist der Dichtungshalter 20 grundsätzlich einen Körperteil 60 mit einer darin ausgebildeten Dichtungsaufnahmeöffnung 62 sowie eine Mehrzahl von Haltegliedern 64 in der Art von Federarmen auf, die sich vom Körperteil 60 nach innen in die Dichtungsaufnahmeöffnung 62 erstrecken. Der Körperteil 60 ist auch mit vier Befestigungslöchern 66 für den Durchtritt der Befestigungsschrauben 24 versehen.

Der Körperteil 60 ist vorzugsweise ein sehr dünnes Metallteil aus elastischem Werkstoff, beispielsweise rostfreiem Stahl. Natürlich können auch andere geeignete Nichtmetalle, Metalle oder Legierungen zur Herstellung des Dich­ tungshalters 20 benutzt werden. Der Körperteil 60 ist vorzugsweise ein im wesentlichen flaches Teil, das in einer einzigen Ebene liegt und eine Stärke von etwa 0,076 mm bis etwa 0,127 mm hat. Demgemäß ist der Dichtungshalter 20 sehr dünn, verglichen mit der axialen oder longitudinalen Ausdehnung der Dichtungen 22, so daß der Dichtungshalter 20 das Zusammenpressen der Dichtungen 22 zwischen den Bauteilen 12 und 14 nicht merklich stört oder begrenzt.

Die Halteglieder 64 sind mit dem Körperteil 60 als einstückiges, einteiliges Glied ausgebildet, d. h. der Dichtungshalter 20 ist aus einem einzigen Werk­ stoffstück gebildet. Die Halteglieder 64 haben vorzugsweise die gleiche Stärke wie der Körperteil 60 und liegen zumindest anfänglich in der gleichen Ebene wie der Körperteil 60. Vorzugsweise ist der Dichtungshalter 20 so ausgestanzt, daß unter Verwendung üblicher Metallstanztechniken die Aufnahmeöffnungen 62, die Halteglieder 64 und die Befestigungslöcher 66 gebildet werden. Alter­ nativ könnte der Dichtungshalter 20 mittels funkenerosiver Bearbeitung oder anderer üblicher Herstellungstechniken gefertigt werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Dichtungshalter 20 dazu ausgelegt, um zwei Dichtungen 22 zu halten. Natürlich könnte der Dichtungs­ halter 20 so ausgebildet sein, daß er mehr oder weniger Dichtungen aufnimmt, wie es erforderlich und/oder gewünscht ist. Bei dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel sind die Dichtungen 22 mit dem Körperteil 60 gekuppelt, indem eine einzige Dichtungsaufnahmeöffnung 62 im Körperteil 60 ausgebildet ist, wobei die freien Enden der Halteglieder 64 so angeordnet sind, daß eine erste Gruppe freier Enden der Halteglieder 64 auf Punkten auf einem ersten Kreis liegen, um eine erste Dichtung 22 mit ihnen zu kuppeln, und daß eine zweite Gruppe freier Enden der Halteglieder 64 auf Punkten auf einem zweiten Kreis liegt, um eine zweite Dichtung 22 zu halten.

Auch hat bei diesem Ausführungsbeispiel ein Paar der Halteglieder 64 die Form eines Y, so daß deren freie Enden mit beiden der Dichtungen 22 in Eingriff sind. Natürlich ist es für den Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung ersichtlich, daß zwei Dichtungsaufnahmeöffnungen 62 verwendet werden können, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, so daß zwei unterschiedliche Gruppen von Haltegliedern 64 Verwendung finden, um Dichtungen 22 am Körperteil 60 zu sichern.

Aufgrund der Elastizität des Blechwerkstoffes, der für die Herstellung der Dichtungshalter 20 benutzt wird, sind die Halteglieder 64 federnd nachgiebige Glieder, die aus der Ebene des Körperteiles 60 ausgebogen werden können, um die Dichtungen 22 an ihnen in der Weise zu sichern, wie es aus Fig. 2 ersicht­ lich ist. Insbesondere können die Dichtungen 22 in die Dichtungsaufnahmeöff­ nung 62 eingebaut werden, indem man die offene Seite der Dichtungen 22 auf einer Seite auf die federnden oder nachgiebigen Halteglieder 64 aufsteckt und dann die Dichtungen 22 über die gegenüberliegenden Halteglieder 64 drückt, um diese in die Ringnut 54 auf der gegenüberliegenden Seite der Dichtungen 22 einfallen zu lassen. Alternativ können die Dichtungen 22 in die Dichtungs­ aufnahmeöffnung 62 eingebaut werden, indem man den Körperteil 60 verbiegt, bis sich die Halteglieder 64 ausreichend öffnen, um die Dichtungen zwischen die offenen freien Enden der Halteglieder 64 einzusetzen, und die Biegung des Körperteils 60 sodann zu verringern, bis die Halteglieder 64 die betreffende Dichtung 22 erfassen, indem sie in den Hohlraum oder die Ringnut 54 der Dichtungen 22 eintreten.

Während vier Halteglieder 64 Verwendung finden, um mit jeder der Dichtun­ gen 22 in Eingriff zu kommen und diese am Körperteil 60 zu halten, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß eine größere Anzahl von Haltegliedern 64 verwendet werden könnte, ebenso wie weniger Halteglieder 64, um Dichtun­ gen 22 am Körperteil 60 zu sichern. Typischerweise sollten drei oder vier Halteglieder 64 Verwendung finden, um jede der Dichtungen 22 in der Dich­ tungsaufnahmeöffnung 62 zu halten.

Die Halteglieder 64 sollten so ausgebildet sein, daß ihre freien Enden relativ zum Körperteil 60 auskragen, um eine unabhängige Auslenkung jedes Halte­ gliedes 64 relativ zu den anderen Haltegliedern 64 für den Einbau von Dich­ tungen 22 zu ermöglichen. Außerdem ist es für den Fachmann aus der vorlie­ genden Beschreibung ersichtlich, daß, wenn mehr als eine Dichtung 22 im Körperteil 60 des Dichtungshalters 20 eingebaut werden soll, die Anzahl von Federarmen oder Haltegliedern 64 vergrößert würde. Auch ist es für den Fach­ mann ersichtlich, daß, wenn Dichtungen 22 eng zueinander benachbart an­ geordnet sind, die Dichtungen 22 eines oder mehrere gemeinsame Halteglieder 64 haben könnten, um sie zu halten und die zusätzlichen Dichtungen effizien­ ter unterzubringen, als dies gezeigt ist.

Ferner ist es für den Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung ersichtlich, daß die Halteglieder 64 eine große Vielfalt an Formgebungen haben können, um Dichtungen 22 innerhalb der Aufnahmeöffnung zu halten. In jedem Falle ist es wichtig, daß die Halteglieder 64 mit der Struktur der Dichtungen 22 in Eingriff kommen, ohne das Zusammendrücken der Dichtungen 22 zu stören, und daß die Halteglieder eine gewisse Elastizität besitzen, um den Einbau der Dichtungen 22 in den Halter 20 sowie jedwede erforderliche Bewegung der Dichtungen 22 in der Einsenkung oder den Einsenkungen 34 der zusammen­ passenden Bauteile zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 3 bis 5 zu ersehen ist, ist eines der Befestigungslöcher 66 oder sind mehrere derselben vorzugsweise so geformt, daß sich eine Rückhaltewir­ kung an den Schrauben 24 ergibt, nachdem diese durch die Bohrungen 26 des Bauteiles 12 hindurch gesteckt sind, das abdichtend am passenden Bauteil 14 angebracht werden soll. Eine mögliche Formgebung der Befestigungslöcher 66 ist in den Figuren gezeigt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier der Befestigungslöcher 66 D-förmig, um einen Gewindeeingriff mit den Schrauben 24 zu bewirken. Insbesondere ist die flache Seite des "D" jedes Befestigungs­ loches 66 so bemessen, daß der Abstand zwischen der flachen Seite und dem auf dem Radius liegenden Teil kleiner ist als der kleinste Außendurchmesser der Schrauben 24, jedoch größer ist als der größtmögliche Gewindekerndurch­ messer der Schrauben 24. Dies stellt eine solche Passung zur Verfügung, daß die Schrauben 24 durch die Befestigungslöcher 66 des Dichtungshalters 20 hindurch geschraubt werden können, der Dichtungshalter 20 jedoch nicht frei auf den Schrauben 24 gleiten kann.

Für den Fachmann dürfte aus dieser Beschreibung ersichtlich sein, daß eine breite Vielfalt von Vorsprungsformen in einem oder mehreren der Befestigungs­ löcher 66 benutzt werden kann, um die gleiche Wirkung zu erreichen. Andere Formgebungen der Befestigungslöcher 66 könnten beispielsweise Halbkreis­ form(en), quadratische oder rechteckige Nasen usw. sein, die sich in das Loch erstrecken. Außerdem brauchen nicht sämtliche Befestigungslöcher so geformt zu sein, daß eine Haltewirkung an der Schraube 24 erzielt wird.

Wie oben erwähnt, werden die Dichtungen 22 mit dem Dichtungshalter 20 gekuppelt, um die richtige Ausrichtung der Dichtungen 22 relativ zu den Öffnungen 30 und 32 der Bauteile 12 bzw. 14 zu gewährleisten. Diese An­ ordnung ermöglicht es, die Dichtungsanordnung 10 zwischen den Bauteilen 12 und 14 einzubauen, ohne eine Berührung von Hand oder mit Werkzeugen, was die Dichtungen 22 verschmutzen oder beschädigen könnte.

Die Dichtungen 22 werden innerhalb der Dichtungsaufnahmeöffnung 62 des Körperteiles 60 vermittels der Halteglieder 64 eingebaut. Insbesondere können die Halteglieder 64 aus der Ebene des Körperteiles 60 so ausgelenkt werden, daß die freien Enden der Halteglieder 64 in dem ringförmigen Hohlraum oder der Ringnut 54 jeder der Dichtungen 22 aufgenommen werden, um die Dich­ tungen 22 am Körperteil 60 zu halten. Wie oben erwähnt, kann dies gesche­ hen, indem man die eine Seite der Dichtungen 22 abwinkelt, so daß zwei der Federarme oder Halteglieder 64 in die Ringnut 54 der Dichtungen 22 eintreten, und daß sodann die Dichtungen 22 an den gegenüberliegenden Armen oder Haltegliedern 64 vorbeigedrückt werden, um zu ermöglichen, daß sie in die andere Seite der Ringnut 54 der Dichtungen 22 einschnappen, um die Dichtun­ gen 22 zwischen sich zu ergreifen.

Alternativ können die Dichtungen 22 in die Dichtungsaufnahmeöffnung 62 eingebaut werden, indem man den Körperteil 60 des Dichtungshalters 20 biegt, bis die freien Enden der Federarme oder Halteglieder 64 sich ausreichend öffnen, um die Dichtungen 22 zwischen den freien Enden der Halteglieder 64 einsetzen zu können, und daß sodann die Biegung des Körperteils 60 wieder verringert wird, so daß die Halteglieder 64 in die Ebene des Körperteils 60 zurückkehren, um die Dichtungen 22 vermittels der freien Enden der Halteglie­ der 64 festzuhalten, die in den Ringraum oder die Ringnut 54 der Dichtungen 22 eingreifen.

Wenn die Dichtungsanordnung 10 komplettiert ist, wird sie mit einem der Bauteile 12 oder 14 gekuppelt. Bei dem vorliegenden, speziellen Aus­ führungsbeispiel wird Dichtungsanordnung 10 vermittels der Schrauben 24 am Bauteil 12 gehalten. Genauer gesagt, werden die Schrauben 24 durch die Bohrungen 26 des Bauteiles 12 hindurchgesteckt und sodann in die vier D-för­ migen Befestigungslöcher 66 eingeschraubt, um die Dichtungsanordnung 10 festzuhalten. In dieser Stellung sind die Dichtungen 22 richtig positioniert, weil die Befestigungslöcher 66 nicht nur die Dichtungsanordnung 10 am Bauteil 12 festhalten, sondern auch die richtige Ausrichtung der Dichtungen 22 relativ zu den Öffnungen 30 und 32 der Bauteile 12 bzw. 14 sicherstellen.

Als nächstes werden die Bauteile 12 und 14 vermittels der Schrauben 24 miteinander gekuppelt. Insbesondere werden die Schrauben 24 nun in die Gewindebohrungen 28 des Bauteiles 14 eingeschraubt. Wenn die Schrauben 24 angezogen sind, liegen die ringförmigen Dichtflächen der Schenkelteile 52 der Dichtungen 22 an den Schultern 36 des Bauteiles 14 und der Stirnfläche 38 des Bauteiles 12 an, um dazwischen eine Abdichtung zu bilden. Außerdem werden die Dichtungen 22 zusammengedrückt, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen den Bauteilen 12 und 14 an den Öffnungen 30 und 32 sicherzustel­ len.

Bei dieser speziellen Gestaltung haben die Federarme oder Halteglieder 64 eine ausreichende Länge und Elastizität, um zu ermöglichen, daß die Dichtun­ gen 22 aus der Ebene des Körperteiles 60 heraus und in die Einsenkung 34 des Bauteiles 14 hinein ausgelenkt werden, wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist. Dem­ gemäß richten sich die Abmessungen und Proportionen der Federarme oder Halteglieder 64, einschließlich ihrer Länge, Breite, Endgestaltung und der Gesamtdicke des Dichtungshalters 20, nach der Größe der Dichtungen und der Größe der Fläche, die unter den zusammenpassenden Bauteilen, die abgedich­ tet werden sollen, zur Verfügung steht. Das Gesamtkonzept kann auf jede beliebige Anzahl von Dichtungen und/oder Schrauben mustern mit beliebiger Anzahl von Schrauben und/oder allfälliger Abwandlungen angewendet werden.

Die Dichtungsanordnung 10 ist speziell anwendbar bei industriellen Halbleiter- Prozeßeinrichtungen und Vakuumeinrichtungen sowie anderen industriellen Zwecken, bei denen eine hohe Zuverlässigkeit und eine äußerst dichte Abdich­ tung erforderlich ist, beispielsweise eine Abdichtung, die einen Leckagetest von 10⁻⁹ ml Sek⁻¹ Helium besteht. Die Dichtungsanordnung 10 ist auch zur Dich­ tungspositionierung und zum Halten von Dichtungen anwendbar, wann immer eine von außen unter Druck stehende Dichtungskonfiguration geeignet ist.

Andere Abwandlungen und/oder Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung beinhalten das Halten einer Mehrzahl von Dichtungen verschiedener Anzahlen und Anordnungen sowie die Aufnahme unterschiedlicher Anzahlen und An­ ordnungen von Befestigungsschrauben. Ferner können die unterschiedlichsten Stärken und Arten von Blechwerkstoffen benutzt werden, um den Dichtungs­ halter 20 gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen. Obgleich kreisrunde Ringdichtungen 22 dargestellt sind, ist es für den Fachmann auch ersichtlich, daß unrunde Konfigurationen der Dichtungen 22 ebenfalls unter leichter Abwandlung der Anordnung und Ausrichtung der Halteglieder 64 verwendet werden könnten.

Fig. 7 und 8 zeigen die Dichtungsanordnung 10 in Verwendung für das Ab­ dichten von Bauteilen 112 und 114. Bei diesem Beispiel ist das Bauteil 112 vermittels vier Schrauben 124 auf übliche Weise abnehmbar mit dem Bauteil 114 gekuppelt. Es könnten natürlich mehr oder weniger Schrauben verwendet werden, je nach Anwendungsfall. Genauer gesagt, weist das Bauteil 112 vier Bohrungen 126 auf, durch die die Schrauben 124 gleitend hindurchsteckbar sind, während das Bauteil 114 vier Gewindebohrungen 128 aufweist, in die die Schrauben 124 einschraubbar sind, so daß das Bauteil 112 abnehmbar über die Schrauben 124 mit dem Bauteil 114 verbunden wird.

Das Bauteil 112 weist vorzugsweise auch zwei Öffnungen 130 auf, die mit Öffnungen 132 des Bauteiles 114 fluchten, wenn die Bauteile 112 und 114 miteinander gekuppelt sind. Vorzugsweise sind die Öffnungen 130 und 132 der Bauteile 112 bzw. 114 auch mit Einsenkungen 134 versehen, die so bemessen sind, daß sie die Dichtungen 22 in sich aufnehmen. Jede der Einsenkungen 134 weist eine Schulter 136 für die Zusammenwirkung mit einer der Dichtungen 22 auf.

Der hauptsächliche Unterschied zwischen den Bauteilen 12 und 14 und den Bauteilen 112 und 114 besteht darin, daß die Bauteile 112 und 114 beide mit Einsenkungen 134 versehen sind, die jeweils etwa die halbe Tiefe der Einsen­ kung 34 des Bauteiles 14 besitzen, wie sie oben erläutert wurde.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß beide der Dichtflächen der Dichtung 22 geschützt sind und daß keine Ausbiegung der Halteglieder 64 in eine der Einsenkungen 134 erforderlich ist, wie dies in Fig. 8 ersichtlich ist. Angesichts der Ähnlichkeit dieser zweiten Anwendung der Dichtungsanordnung 10 mit der oben besprochenen ersten Anwendung wird diese zweite Anwendung der Dichtungsanordnung 10 nicht in näheren Einzelheiten besprochen oder dar­ gestellt.

Eine Dichtungsanordnung 210 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 9 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich, abgesehen davon, daß die Dichtungs­ anordnung 210 so abgewandelt ist, daß sie zwei Dichtungsaufnahmeöffnungen 262a und 262b für das Halten von drei Dichtungen 22 aufweist. Demgemäß wird die Dichtungsanordnung 210 nicht so ausführlich im einzelnen bespro­ chen wie die Dichtungsanordnung 10. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die Dichtungsanordnung 10 in entsprechender Weise anwendbar ist wie die Dichtungsanordnung 210.

Die Dichtungsanordnung 210 ist ebenfalls für industrielle Anwendung für Halbleiter-Prozeßeinrichtungen und Vakuum-Einrichtungen oder andere indu­ strielle Zwecke mit Vorteil anwendbar, wo hohe Zuverlässigkeit und äußerst dichte Abdichtung erforderlich sind. Insbesondere ist die Dichtungsanordnung 210 vorzugsweise so ausgebildet, daß eine Abdichtung hoher Zuverlässigkeit zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweise ist die Dichtungsanordnung 210 vorzugsweise dazu ausgelegt, einen Drucktest in der Größenordnung von 10⁻⁹ ml Sek⁻¹ Helium zu bestehen. Der Dichtungshalter 220 weist grundsätzlich einen Körperteil 260 mit zwei Dichtungsaufnahmeöffnungen 262a und 262b auf, die darin ausgebildet sind und eine Mehrzahl von Federarmen oder Halte­ gliedern 264a und 264b aufweisen, die sich vom Körperteil 260 in die Dich­ tungsaufnahmeöffnungen 262a bzw. 262b hinein erstrecken. Der Körperteil 260 ist auch mit sechs Befestigungslöchern 266 zur Aufnahme von Be­ festigungsschrauben versehen.

Der Halter 220 ist vorzugsweise ein sehr dünnes Stück aus elastischem metalli­ schem Werkstoff, beispielsweise rostfreiem Stahl. Natürlich könnten andere geeignete nichtmetallische Werkstoffe, Metalle oder Legierungen zur Herstel­ lung des Halters 220 benutzt werden. Der Halter 220 ist vorzugsweise ein im wesentlichen flaches ebenes Teil, das in einer einzigen Ebene liegt und eine Stärke von etwa 0,076 mm bis etwa 0,127 mm hat. Demgemäß ist der Dich­ tungshalter 220 sehr dünn, verglichen mit der axialen oder longitudinalen Abmessung von Dichtungen 22, so daß der Dichtungshalter 220 das Zusam­ mendrücken von Dichtungen 22 zwischen zwei zusammenpassenden Bauteilen nicht merklich stört oder begrenzt.

Claims (22)

1. Dichtungshalter, mit dem zumindest eine Dichtung (22) verbindbar ist und der folgende Merkmale in Kombination aufweist:
einen im wesentlichen flachen, flexiblen, in einer Ebene liegenden Körperteil (60; 260) mit zumindest einer Dichtungsaufnahmeöffnung (62; 262a, 262b) und
zumindest ein einstückig mit dem genannten Körperteil einteilig ausgebildetes, federnachgiebiges Halteglied (64; 264a, 264b), das sich vom Körperteil weg mit seinem freien Ende in die zumindest eine Dichtungsaufnahmeöffnung (62; 262a, 262b) hinein erstreckt.

2. Dichtungshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (60; 260) zumindest ein im Abstand von der Dichtungsaufnah­ meöffnung (62; 262a, 262b) befindliches Befestigungsloch (66; 266) aufweist.

3. Dichtungshalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest ein Befestigungsloch (66; 266) so geformt und bemessen ist, daß der Körperteil (60; 260) in Zusammenwirkung mit einem das Befestigungsloch (66; 266) durchgreifenden Spannelement (24; 124) an diesem gesichert ist.

4. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körperteil (60; 260) aus einem dünnen metallischen Werkstoff gefertigt ist.

5. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körperteil (60; 260) und jedes Halteglied (64; 264a, 264b) aus einem Werkstoff mit einer Stärke in der Größenordnung von etwa 0,076 mm bis etwa 0,127 mm gefertigt ist.

6. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körperteil (60; 260) eine Mehrzahl von Haltegliedern (64; 264a, 264b) aufweist, deren freie Enden für die Zusammenwirkung mit zumindest einer Dichtung (22) vorgesehen sind.

7. Dichtungshalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe freier Enden der Halteglieder (64; 264a, 264b) auf Punkten auf einem ersten Kreis in der Ebene des Körperteiles (60; 260) liegen und eine zweite Gruppe freier Enden der Halteglieder (64; 264a, 264b) auf Punkten auf einem zweiten Kreis in der Ebene des Körperteiles (60; 260) liegen.

8. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Halteglieder (64; 264a, 264b) für zumindest zwei gesonder­ te Dichtungen (22) vorgesehen sind.

9. Dichtungshalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest einige Halteglieder (64; 264a) mehrere freie Enden für die Zusam­ menwirkung mit zumindest zwei Dichtungen (22) aufweisen.

10. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körperteil (60; 260) zumindest zwei gesonderte Dich­ tungsaufnahmeöffnungen (262a, 262b) aufweist, von denen jede zumin­ dest zwei Halteglieder (264a, 264b) aufweist.

11. Dichtungshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteglieder (64; 264a, 264b) federnachgiebig am Körperteil (60; 260) auskragend so angeordnet sind, daß sie aus der Ebene des Körperteiles (60; 260) auslenkbar sind.

12. Dichtungsanordnung zur Bildung einer Abdichtung zwischen ersten und zweiten Bauteilen, mit den Merkmalen:
zumindest eine Ringdichtung (22) mit in beiden Axialrichtungen wirkenden Dichtflächen und einem zwischen diesen angeordneten, radial nach außen offenen Ringraum (54) und
einen mit der zumindest einen Dichtung (22) gekuppelten Dich­ tungshalter (20; 220), der einen im wesentlichen flachen, in einer Ebene liegenden Körperteil (60; 260) mit zumindest einem mit ihm einstückig geformten, einteiligen Halteglied (64; 264a, 264b) auf­ weist, das für den Eingriff in den Ringraum (54) der zumindest einen Dichtung (22) vorgesehen ist, um diese zu halten.

13. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum eine ununterbrochene Ringnut (54) ist.

14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtung eine kreisrunde Ringdichtung (22) ist.

15. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (60; 260) zumindest eine Dichtungs­ aufnahmeöffnung (62; 262a, 262b) mit zumindest je einem sich in diese erstreckenden Halteglied (64; 264a, 264b) aufweist.

16. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (60; 260) mehrere Halteglieder (64; 264a, 264b) mit freien Enden für den Eingriff mit der zumindest einen Dichtung (22) aufweist.

17. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (60; 260) zumindest ein Befestigungs­ loch (66; 266) aufweist, das im Abstand von der zumindest einen Dich­ tungsaufnahmeöffnung (62; 262a, 262b) angeordnet ist.

18. Dichtungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsloch (66; 266) so geformt und bemessen ist, daß es in Zusammenwirkung mit einem es durchgreifenden Spannelement den Körperteil (60; 260) an diesem sichert.

19. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (60; 260) und das Halteglied aus einem dünnen Werkstoff mit einer Stärke in der Größenordnung von etwa 0,076 mm bis etwa 0,127 mm gefertigt sind.

20. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe freier Enden der Halteglieder (64, 264a, 264b) auf Punkten auf einem ersten Kreis in der Ebene des Körper teils (60; 260) liegt.

21. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (64; 264a, 264b) federnachgiebig vom Körperteil (60; 260) weg auskragend sind, um zu ermöglichen, daß eine mit ihnen gekuppelte Dichtung (22) aus der Ebene des Körperteiles (60; 260) auslenkbar ist.

22. Verfahren zum Herstellen einer Abdichtung, mit den Verfahrensschritten:
Vorsehen eines dünnen, in einer Ebene liegenden Dichtungshalters mit einem im wesentlichen flachen Körperteil, zumindest einer Dichtungsaufnahmeöffnung und zumindest einem einstückig mit dem Körperteil geformten, federnachgiebigen Halteglied;
Anbringen zumindest einer Dichtung innerhalb der Dichtungsauf­ nahmeöffnung mittels des zumindest einen Haltegliedes;
Einbringen des Dichtungshalters mit der an ihm gehaltenen Dichtung zwischen ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil und
Verbinden des ersten und des zweiten Bauteiles miteinander in der Weise, daß einander zugekehrte Oberflächen von erstem und zwei­ tem Bauteil an der zumindest einen Dichtung anliegen und diese zusammendrücken.