DE2112578A1

DE2112578A1 - Vakuumdichte Schrumpfverbindung

Info

Publication number: DE2112578A1
Application number: DE19712112578
Authority: DE
Inventors: Johannes Lagerwey
Original assignee: Reactor Centrum Nederland
Current assignee: Reactor Centrum Nederland
Priority date: 1970-04-01
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1971-10-21
Also published as: NL7810581A; GB1338273A; NL7004578A; NL167341B; DE2112578B2; FR2092502A5; NL167341C; DE2112578C3

Description

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Dr. :■-. μ:. -.;. a.-«R3ER 16. März 1971 MbNCHtH η. Steinsiiorfslr. U

Reactor Centrum iiederland, Scheveningseweg 112, Den Haag, die Niederlande

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"Vakuumdichte Schrumpfverbindung"

Die Erfindung betrifft eine Schrumpfverbindung, insbesondere geeignet für eine Hochvakuumabdichtung, umfassend einen Teil der mit einer zylindrischen Oeffnung versehen ist, in die ein anderer Teil mit einer genauen Bearbeitungstoleranz hineinpasst, wobei mindestens einer dieser Teile an der Sitzseite mit einer Schneidekante versehen ist, die beim Schrumpfen plastisch verformt oder den anderen Teil plastisch verformen lässt.

Um derartige Schrumpfverbindungen noch zu verbessern, wird erfindungsgemäss mindestens einer der Teile als ein anfänglich flacher Flansch ausgebildet, der nach dem Schrumpfvorgang in eine einigermassen ballige oder schv/ach kegelförmige Stellung ausknickt.

Der Kegelwinkel der Schneide und der Durchmesserunterschied der aufeinander zu schrumpfenden Teile, ist hierbei derart zu wählen, dass in Abhängigkeit von den zu verwendenden Materialien, nach dein Schrumpfvorgang das Material an der Stelle der Schneide bei einem der Materialien Über die

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Fliessgrenze geht. Die Form des Flarjehes Ist ferner derart 3U wählen, dass derselbe wie ein schwacher Kegel oder eine "ballige Fläche steht und so den verformten iDeii unter Vorspannung hält.

Falls der anfänglich flache Flansch wie ein Deckel ausgebildet ist, wird dieser nach dem Schrumpfvorgang eine schwach ballige Stellung annehmen. Ist dieser Flansch jedoch mit einem Durchgang versehen, so wird der Flansch nach dem SchrumpfVorgang eine schwach kegelförmige Stellung annehmen.

Die Form des Flansches muss bestimmte Bedingungen erfüllen, um zu erzielen, dass dieser Flansch nach dem Schrumpf vor gang tatsächlich in ausgeknickter Stellung steht. Hierfür ist allererst erforderlich, dass die Schneide derart axial zu der Drehfaser des Flansches versetzt ist, dass durch die auf die Schneidkante ausgeübte Kraft ein Moment ausgeübt wird, das den Flansch in die ausgekniekt;e Stellung verdreht.

Zugleich ist es erforderlich, dass die Schneide mit einera derartigen Schneidewinkel versehen ist, dass für äen Flansch Raum gelassen wird, um die erforderliche V/inkeiverdrehung durchzuführen. Dies wird nachstehend anhand einiger Figuren näher erläutert.

Es wurde gefunden, dass die vorstehend beschriebene Schrumpfverbindung hohen Anforderungen genügt» Die Schrumpfverbindung

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ist beständig gegen stossföraige Beanspruchungen wie z.B. diese beim Fallenlassen der Schrumpfverbindung oder beim Hämmern auftreten können, während auch die Verbindung dicht bleibt, nachdem diese wiederholt in eines Ofen auf 100⁰C gebracht wird.

Auch wurde gefunden, dass es möglich ist, die Schrumpfverbindung in flussiger Luft einzutauchen, ohne dass die Vakuumdichtheit beeinträchtigt wird.

Die beschriebene Schrumpfverbindung ist namentlich von sehr viel Putzen, falls 2eile durch Schrumpfen miteinander verbunden werden sollen, die aus voneinander verschiedenem Materialen zusammengesetzt sind, die voneinander abweichende Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Die iia ausgeknickten Flansch vorhandene Federkraft,- nirjut nämlich, in diesen Pällen den Einfluss der 2emperatureffekte auf, so dass die Verbindung dicht bleibt, trotzdem die Verbindung ufeinperatur Schwankungen ausgesetzt wird.

Die beschriebene Verbindung eignet sich ferner ausgezeichnet sum Verbinden eines sehr dünnen zylindrischen Rohres an ein Gehäuse, das nit sehr viel dickeren "wandungen versehen ist. In diesen Fall kann man den beschriebenen flachen Flansch als Zv/iseiienelement anwenden, wobei einerseits die Schrumpfverbindung zwischen Flansch und Gehäuse und andererseits eine

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Schweissverbindung zwischen Flansch und dünnem zylindrischen Rohr angewandt werden kann. Hierbei wird der flache Plansch an der Verbindungsstelle mit dem zylindrischen Rohr mit einer dünnen Tülle versehen und zwar derartig, daß diese Tülle das Rohr in einer gemeinsamen plastischen verformten Verbindung umgibt·

Eine derartige Verbindung wird so ausgeführt, daß der Flansch mit einer dünnen zylindrischen Tülle versehen wird, die das Rohr bei der Montage mit einem Schiebesitz umgibt· Nachdem das Rohr angeordnet ist, wird der Flansch abgestützt, wonach Tüllen- und Rohrende gemeinsam aufgeweitet werden. Hierbei verformen Tüllen- und Rohrende kegelförmig, wobei der Spalt des Schiebesitzes zugedrückt wir4. Das Ende des zugedrückten Spaltes wird nun längs der äusseren Seite der Laufsitzkante zum Überfluß noch zugeschweißt.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt·

Fig. 1 zeigt zwei Ausführungen eines flachen Flansches, gegenüber der Öffnung eines Gehäuses gestellt, in die sie mittels eines SchrumpfVorganges angeordnet werden können;

Fig. 2 zeigt eine Variante der Fig. 1; Fig· 3 zeigt eine weitere Variante der Fig. 1;

Fig, 4 zeigt, wie der flache Flansch nach dem SchrumpfVorgang in einer schwach kegelförmigen Stellung steht;

Fig· 5 zeigt eine ähnliche Darstellung für eine abgeänderte Ausführung;

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Pig. 6 zeigt in zwei Phasen eine Ausführung der Verbindung

eines dUnnen Rohres mit einem flachen Plansch; Fig. 7 zeigt eine Ausführung der Schneide und Pig. 8 zeigt eine Variante der Fig. 7, und Pig* 9.

In Pig. 1 stellt 1 ein Gehäuse dar, in dem sich ..ein. Durchgang

2 "befindet, der am Eingang mit einer zylindrischen Oeffnung

3 versehen ist, deren Innendurchmesser derart "bemessen ist, dass ein flacher Plansch 4 in d.eiselben durch Schrumpfen befestigt werden kann. Dieser flache Plansch, der ebenfalls eine Bohrung 5 besitzt, weist am Aussenumfang eine konische Gestalt 6 auf, wodurch eine Schneide 7 gebildet ist. Dieselbe Figur zeigt unter dem flachen Flansch 4 noch eine geänderte Ausführungsform 8, in der der konische Teil-9 gekürzt ist und in der die Schneide durch 10 angedeutet ist.

In Pig. 2 ist in einem Gdhäuse 1 wieder ein Durchgang 2 angeordnet, sowie eine geräumige Kammer 11. 12 stellt den flachen Plansch dar. In diesem P.all ist dieser flache Plansch an der äusseren Seite 13 zylindrisch gebildet, während

die
dagegen/Kammer 11 an der inneren Seite derartig bearbeitet ist, dass hier eine schwach konische Neigung 14 entstanden ist.

Nach dem Schrumpfen wird die Ecke 15 des flachen Flansches wie eine Schneide in·die Ecke 16 der Kammer 11 drücken.

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Pig. 3 zeigt noch eine weitere Variante, in der diesmal ebenfalls die Schneide 17 in der Kammer 18 angeordnet ist. Auch, in diesem Pail ist der flache Plansch · 12 entsprechend Pig. 2 ausgebildet.

In-Pig. 4 stellt 19 den flachen Plansch dar, der auf einen Stopfen 20 geschrumpft werden kann, der imstande ist, die Oeffnung 21 zu verschliessen. Der Stopfen 20 ist mit einem vorspringenden Seil 22 versehen, an dem ein konischer Aussenumfang 23 derart angeordnet ist, dass eine Schneide 24 gebildet ist.

Mit 25 ist im Querschnitt des flachen Plansches der sog. Drehpunkt bezeichnet. Hiermit wird folgendes gemeint. V/ie die untere Pigur zeigt steht der flache Plansch nach dem Schrumpfen in der Stellung 26. Hierbei wird der flache Plansch 19 verdreht. Bei.dieser Verdrehung befindet sich eine umlaufende Paser im flachen Plansch, deren Längenabmessung sich nicht * ändert. Im Querschnitt läuft diese Paser durch den Punkt 25, was deshalb-als der Drehmittelpunkt des flachen Plansehen— quersehnittes angedeutet werden kann. In der oberen Darstellung der Pig. 4 ist angedeutet, dass ein axialer Abstand 27 zwischen der Querebene 28, die durch Schneide 24 verläuft, und der Querebene 29» die durch den Drehpunkt 25 verläuft, vorhanden sein muss. Durch das Vorhandensein dieses Abstandes 27 wird ein Moment durch die auf die Schneide 24 einwirkende Schrumpfkraft, deren Reaktionskraft im Drehpunkt 25 angreift, entstehen ·&ό*»»β*ι. Durch diesefi Moment wird nach dein Schrumpfvorgang

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der flache Flansch in die Stellung 26 gedreht. Eine Bedingung hierfür ist jedoch, daß die Ecke 3o, die neben der konischen Wand 23 offengelassen ist, groß genug ist, um diese Verdrehung zuzulassen·

In Pig. 5 ist eine Variante der Pig· 4 dargestellt. In diesem Fall ist der flache Plansch inwendig in einer zylindrischen Öffnung 3 eines Gehäuses 1 angeordnet·

Nach der Darlegung anhand der Pig. 4 bedarf Pig. 5 keiner zusätzlichen Erläuterung. Die untere Darstellung der Pig. 5 zeigt einen flachen Plansch 4 in der ausgeknickten Stellung, nach dein Schrumpf Vorgang.

Pig. 6 zei.rfc wie ein dünnes Rohr 31 auf vakuumdichte Y/eise mit einem flachen Plansch 32 verbunden werden kann. Die obere Darstellung der Pig. 6 zeigt die erste Phase dieses Vorganges. Hierbei ist der Plansch 32 noch mit einer dünnen zylindrischen Tülle 33 versehen. Die Innenseite dieser Tülle 33 ist derart ausgebildet, daß das dünne Rohr 31 mit Schiebesitz in derselben leicht befestigt werden kann. Auch ist es nicht besonders wichtig, ob das Rohr 31 genau rund ist, weil der Schiebesitz der Öffnung der Tülle 33 auch das Einbringen von nicht ganz runden Rohren zuläßt·

Nachdem das Rohr 31 angeordnet ist, wird Plansch 32 an der unteren Seite abgestützt, wonach das obere Ende des Rohres 31 gemeinsam mit dem Ende der Tülle 31 in die Gestalt 34 aufgeweitet wird.

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Bei diesem Abbiegen der Wandungsteile 33 und 35 wird der Spalt, der sich, zwischen diesen Wandungen befand, zugedrückt. Anschliessend wird längs &£r äusseren Kante J>6 eine Schweissung angebracht. r¹

In Pig. 7 ist noch dargestellt_/auf welche Weise der flache Plansch 4 mit einer Schneide 37 versehen werden kann. Dadurch,

die :

dass/Fläche 38 etwas zur J*ia"che 39 versetzt ist, ist erzielt, dass die Schneide 37 nicht;in den Eckpunkt 40 des Flansches 41 drückt, sondern in einigem Abstand von diesem Punkt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die plastische Verformung an der Stelle der Schneide von der liähe der Wandung 42 keinen Einfluss erfährt. ' " ; .

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführung dargestellt, mit der es ebenfalls möglich ist, eine Schneide 37 auf einen freien Teil der zylindrischen Wandung 44 drücken zu lassen. Fig. 9 zeigt noch eine andere Variante.

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Claims

Patentansprüche

M. Schrumpfverbindung, insbesondere geeignet für eine Hochvakuumabdichtung, umfassend einen Teil, der mit einer zylindrischen Öffnung versehen ist, in die ein anderer Teil mit einer genauen Bearbeitungstoleranz hineinpaßt, wobei mindestens einer dieser Teile an der Sitzseite mit einer Schneidkante versehen ist, die beim Schrumpfen plastisch verformt oder den anderen Teil plastisch verformen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Teile als ein anfänglich flacher Plansch ausgebildet ist, der nach dem SchrumpfVorgang in eine einigermassen ballige oder schwach kegelförmige Stellung ausknickt.
2. Verbindung, vorzugsweise ausgeführt nach Anspruch 1, bei der zugleich mindestens ein flacher Plansch mit einem dünnen zylindrischen Rohr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Plansch an der Verbindungsstelle mit einer dünnen Tülle das Rohr in einer gemeinsam plastisch verformten Verbindung umgibt.
3. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch mit einer dünnen zylindrischen Tülle versehen wird, die das Rohr bei der Montage mit Schiebesitz umgibt, wonach Tülle und Rohrende gemeinsam aufgeweitet werden, wobei der Spalt des Schiebesitzes zugedrückt und schließlich die Sitzkante geschweißt wird«,

Der Patentanwalt

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