DE3643651A1 - Process for the production of a shrink joint between at least two workpieces comprising materials with different expansion coefficients - Google Patents

Abstract

A process for producing a shrink joint between at least two workpieces made of materials of different expansion coefficients is proposed, in which the at least two workpieces are jointly uniformly heated in an oven, in which process they are arranged with respect to one another such that they slide one inside the other as a result of gravity and the workpieces joined in this manner are cooled slowly in the oven.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schrumpfverbindung zwischen zwei Werkstücken aus Materialien unterschiedlicher Ausdehnungs­ koeffizienten.The invention relates to a method for manufacturing a shrink connection between two workpieces from materials of different expansion coefficients.

Die Herstellung von Schrumpfverbindungen zwischen zwei Werkstücken gleichen Materials oder ähnlichen Materials ist allgemein bekannt. Dabei wird das eine Werkstück erhitzt und mit dem anderen kalten Werkstück verbunden, beispielsweise wird ein erhitzter Ring als Schrumpfring auf ein kaltes Rohr aufgesteckt. Nach Abkühlen entsteht eine feste Verbindung, da das sich bei hohen Tempera­ turen ausdehnende Werkstück sich wieder zusammen­ zieht. Bei Werkstücken aus bestimmten Materialien ist ein entsprechend dem Stand der Technik be­ kanntes Schrumpfverfahren nicht anwendbar, da die Materialien aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen der beiden Werkstücke Schaden nehmen können.The production of shrink connections between two workpieces of the same material or similar Materials is well known. It will one workpiece heated and cold with the other Workpiece connected, for example, a heated ring as a shrink ring on a cold one Pipe attached. After cooling, a firm connection, since this is at high tempera stretching workpiece together again pulls. For workpieces made of certain materials is a be according to the state of the art Known shrinking method not applicable, because  the materials due to the different Temperatures of the two workpieces damage can take.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Schrumpf­ verbindung zwischen zwei Werkstücken zu schaffen, bei dem die Festigkeit der Materialien der Werkstücke nicht nachteilig beeinträchtigt wird.The invention is therefore based on the object a method of making a shrink create a connection between two workpieces, where the strength of the materials of the Workpieces are not adversely affected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Durch langsames Erhitzen der zu verbinden­ den Werkstücke in einem Ofen werden beide der gleichen Temperatur ausgesetzt, so daß keine mechanischen Beeinträchtigungen des Materials beim Verbinden der Werkstücke auftreten können. Durch die besondere Anordnung der Werkstücke in dem Ofen, derart, daß sie durch die Schwerkraft ineinandergleiten, sind keine Handgriffe, beispielsweise mit kaltem Werkzeug, notwendig. Die Werkstücke unterliegen demnach während des ganzen Verfahrens den gleichen Temperaturbe­ dingungen.This object is achieved by the characteristic features of the main claim solved. Connect by slowly heating the the workpieces in a furnace are both the exposed to the same temperature so that none mechanical impairments of the material can occur when connecting the workpieces. Due to the special arrangement of the workpieces in the oven, such that it is by gravity slide into each other, are not handles, for example with a cold tool. The workpieces are therefore subject to whole procedure the same Temperaturbe conditions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Keramikkugelkopf mit Stahlhülse.An embodiment of the invention is in the following description explained will. The only figure shows a cut through a ceramic ball head with steel sleeve.

Der in der Figur gezeigte Kugelkopf 1 aus Keramik wird beispielsweise in Steuerarmaturen benutzt. Der Kugelkopf 1 ist mit zylindrischen Ansätzen versehen, auf die die Betätigungskraft für die Steuerarmatur bzw. den Kugelkopf 1 aufgebracht werden soll. Dazu wird auf den Ansatz 2 eine Stahldüse 3 in der folgenden Weise aufge­ schrumpft. Der Stahlring 3 und der Kugelkopf 1 werden in einem Ofen derart angeordnet, daß der Stahlring mit der Innenkante des unteren Randes auf der Außenkante des Zylindrischen Ansatzes 2 aufliegt. Stahl hat einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als Keramik, so daß bei hohen Temperaturen die Ausdehnung des Stahlringes 3 größer ist als die des keramischen Ansatzes 2. Dadurch gleitet der Stahlring 3 bei genügend hohen Temperaturen aufgrund der Schwerkraft auf den Ansatz 2 und nimmt die in der Figur dargestellte Stellung ein. Danach wird der Ofen abgeschaltet und beide Werkstücke kühlen langsam gleichmäßig ab. Dabei zieht sich der Ring 3 stärker zusammen als der Ansatz 2, so daß eine feste Verbindung gebildet wird.The ceramic ball head 1 shown in the figure is used, for example, in control fittings. The ball head 1 is provided with cylindrical approaches to which the actuating force for the control valve or the ball head 1 is to be applied. For this purpose, a steel nozzle 3 is shrunk on the approach 2 in the following manner. The steel ring 3 and the ball head 1 are arranged in a furnace in such a way that the steel ring lies with the inner edge of the lower edge on the outer edge of the cylindrical extension 2 . Steel has a larger expansion coefficient than ceramic, so that the expansion of the steel ring 3 is greater than that of the ceramic extension 2 at high temperatures. As a result, the steel ring 3 slides onto the attachment 2 at sufficiently high temperatures due to gravity and assumes the position shown in the figure. The furnace is then switched off and both workpieces cool slowly and evenly. The ring 3 contracts more than the neck 2 , so that a firm connection is formed.

Selbstverständlich können die beiden Werkstücke in dem Ofen auch derart angeordnet sein, daß im kalten Zustand der Kugelkopf 1 mit seinem zylinderförmigen Ansatz 2 auf dem Rand des Stahlringes aufliegt, so daß bei hohen Temperaturen der Ansatz 2 in den Ring gleitet.Of course, the two workpieces can also be arranged in the furnace in such a way that in the cold state the ball head 1 rests with its cylindrical attachment 2 on the edge of the steel ring, so that the attachment 2 slides into the ring at high temperatures.

Zur genauen Positionierung der Werkstücke zu­ einander können Stützelemente vorgesehen sein, die mit den Werkstücken in dem Ofen erhitzt werden und eine Führung des aufzuschrumpfenden Werkstückes bilden.For exact positioning of the workpieces support elements can be provided to one another, which is heated with the workpieces in the furnace be and a lead of the shrinking Form workpiece.

In dem Ausführungsbeispiel sind als Materialien für den Schrumpfring Stahl und für den Kugelkopf Keramik gewählt. Selbstverständlich kann das beschriebene Verfahren auch bei anderen Materialien unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten angewandt werden.In the embodiment are as materials for the shrink ring steel and for the ball head Ceramics chosen. Of course it can described method also with other materials  different coefficients of expansion be applied.

In dem in der Figur dargestellten Ausführungs­ beispiel weist der Ring 3 an seinem unteren inneren Rand eine Fase 4 auf, die die Zen­ trierung des Ringes 3 auf dem Ansatz 2 unterstützt.In the embodiment shown in the figure, the ring 3 has at its lower inner edge a chamfer 4 , which supports the Zen tration of the ring 3 on the neck 2 .

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen einer Schrumpfver­ bindung zwischen mindestens zwei Werkstücken aus Materialien unterschiedlicher Ausdehnungs­ koeffizienten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mindestens zwei Werkstücke gemeinsam in einem Ofen gleichmäßig aufgeheizt werden, wobei sie derart zueinander angeordnet werden, daß sie durch die Schwerkraft ineinandergleiten und daß die derart verbundenen Werkstücke langsam in dem Ofen abgekühlt werden.1. A method for producing a Schrumpfver connection between at least two workpieces made of materials of different expansion coefficients, characterized in that the at least two workpieces are heated uniformly together in an oven, wherein they are arranged so that they slide into each other by gravity and that the workpieces connected in this way are slowly cooled in the furnace. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkstücke in ihrer Stellung zueinander durch Stützelemente gehalten werden, die zusammen mit den Werkstücken im Ofen erhitzt werden.2. The method according to claim 1, characterized records that the workpieces in their position are held together by support elements, together with the workpieces in the furnace be heated. 3. Schrumpfverbindung nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit dem kleineren Aus­ dehnungskoeffizienten Keramik und mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten Stahl ist.3. Shrink connection after the procedure Claim 1 or 2, characterized in that the material with the smaller off expansion coefficient ceramic and with the is greater expansion coefficient steel.