ConFlat ist die einzige Flanschfamilie, die echtes UHV erreicht – und das mit einer Kupferdichtung, die von einer Messerschneide verpresst wird. Damit lastet alles auf zwei bearbeiteten Merkmalen: dem Winkel der Messerschneide und dem Bohrbild. Ist eines davon falsch, leckt der Flansch mit einer Rate, die keine Dichtung kompensiert.
Wie eine ConFlat-Dichtung tatsächlich funktioniert
Zwischen zwei Flanschen sitzt eine weiche Dichtung aus sauerstofffreiem Kupfer (OFHC). Jeder Flansch besitzt eine erhabene Messerschneide mit 70° eingeschlossenem Winkel. Beim Anziehen der Schrauben schneidet sich die Messerschneide in das Kupfer ein, verschweißt dort kalt und erzeugt eine Metall-auf-Metall-Dichtung ohne Elastomer im Gasweg. Weil kein Polymer beteiligt ist, kann die Verbindung auf 450 °C ausgeheizt werden, und die Kammer erreicht Drücke, die ein O-Ring nicht übersteht.
Die Maße, die über die Dichtheit entscheiden
Eingeschlossener Winkel und Radius der Messerschneide, Ebenheit und Oberflächengüte der Dichtauflagefläche, Lochkreisdurchmesser und Lochzahl sowie die Tiefe der Dichtungsnut. Bei einem großen Flansch muss das Bohrbild außerdem gleichmäßig sein, denn ungleichmäßige Schraubenlast kippt die Messerschneide, und das Leck zeigt sich auf der gegenüberliegenden Seite.
Standardgrößen und was wir bearbeiten
CF-Flansche reichen von den kleinen Baugrößen CF16 und CF35 an Messstutzen bis zu CF250 und darüber an großen Kammertüren. Wir bearbeiten Standardgrößen nach den veröffentlichten Maßen und fertigen ebenso Sondergrößen und Stutzengeometrien, wenn das Kammerdesign sie verlangt – einschließlich Rohrstutzen-, drehbarer und Blindvarianten.
Werkstoffe
304L ist die Universallösung und lässt sich sauber zerspanen. 316L wird für korrosive Prozessumgebungen eingesetzt. 316LN wird spezifiziert, wenn die magnetische Permeabilität niedrig bleiben muss. Die Dichtung ist für UHV immer aus Kupfer – Viton- und Aluminiumvarianten gibt es für niedrigere Einsatztemperaturen, sie verzichten jedoch auf die Ausheizbarkeit.
Dichteigenschaften von ConFlat
| Eigenschaft | ConFlat (CF) | KF (NW) | ISO-K / ISO-F |
|---|---|---|---|
| Dichtungsart | Kupferdichtung, Messerschneide | Elastomer-O-Ring | Elastomer-O-Ring |
| Typischer Druckbereich | UHV, bis ~1 × 10⁻¹³ Torr | Grob- bis Hochvakuum | Grob- bis Hochvakuum |
| Ausheiztemperatur | Bis 450 °C | ~150 °C (Viton) | ~150–200 °C (Viton) |
| Wiederverwendbar | Dichtung wird jedes Mal ersetzt | O-Ring wiederverwendbar, wenn unbeschädigt | O-Ring wiederverwendbar, wenn unbeschädigt |
| Montage | Verschraubt, hohes Drehmoment | Krallenschelle (Spannring) | Verschraubt oder Klemmring |
| Typischer Einsatz | UHV-Kammern, Strahlrohre, REM | Vorvakuumleitung, Grobvakuum, Servicestutzen | Größere HV-Stutzen, Pumpen |
Was wir im eigenen Haus beherrschen
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
Häufig gestellte Fragen
Welchen Druck hält ein ConFlat-Flansch?
ConFlat-Verbindungen sind bis in den Ultrahochvakuumbereich ausgelegt, mit Kupferdichtung üblicherweise angegeben als besser als 1 × 10⁻¹³ Torr. Die Grenze setzt in der Praxis der Rest der Kammer, nicht der Flansch.
Welches Drehmoment benötigen ConFlat-Schrauben?
So viel, dass die Messerschneide vollständig in das Kupfer einsinkt – gleichmäßig und über Kreuz angezogen. Der genaue Wert hängt von Schraubengröße und Dichtungswerkstoff ab. Zu geringes Drehmoment lässt die Messerschneide nur teilweise eindringen und erzeugt ein Leck, das erst nach dem Ausheizen sichtbar wird.
Kann eine ConFlat-Dichtung wiederverwendet werden?
Nein. Die Messerschneide verfestigt das Kupfer kalt, eine gebrauchte Dichtung hat den Abdruck bereits und dichtet kein zweites Mal zuverlässig. Wer sie wiederverwendet, um ein paar Euro zu sparen, spart an der falschen Stelle – bei einer Kammer, die UHV erreichen muss.
Wie wähle ich zwischen CF und KF?
CF überall dort, wo die Verbindung ausgeheizt wird oder UHV halten muss. KF für Grobvakuumleitungen, Messstutzen und überall dort, wo häufig geöffnet wird – KF ist deutlich schneller zu montieren und der O-Ring ist wiederverwendbar, lässt sich aber nicht auf UHV-Temperaturen ausheizen.
Bearbeiten Sie auch Sondergrößen von CF?
Ja. Wir bearbeiten Standardgrößen nach veröffentlichten Maßen und fertigen zusätzlich Sonderdurchmesser, Rohrstutzen und abweichende Bohrbilder, wenn die Kammergeometrie es erfordert.
Verwandte Fertigungskompetenzen
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