DE2520697C2

DE2520697C2 - Device for low-warpage hardening of ring-shaped sealing elements

Info

Publication number: DE2520697C2
Application number: DE19752520697
Authority: DE
Inventors: Max 7107 Neckarsulm Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE2520697A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von dünnwandigen, ringförmigen Dichtelementen aus metallischen aushärtbaren Werkstoffen mit einem hohlen, C-förmigen Querschnitt, in der die Dichtelemente unter Belastung auf Härtetemperatur erhitzt und ausgehärtet werden.The invention relates to a device for low-warpage hardening of thin-walled, annular sealing elements made of metallic hardenable materials with a hollow, C-shaped cross-section in which the Sealing elements are heated to hardening temperature under load and hardened.

Dichtelemente der genannten Art werden dort verwendet, wenn außer der notwendigen Elastizität hohe Anforderungen an Wärmebeständigkeit und Unempfindlichkeit gegen Drücke gestellt werden. Um Dichtelemente mit solchen Eigenschaften zu erhalten, müssen sie nach der Formgebung einer besonderen Härtewarmbehandlung unterzogen werden. Es hat sich nun gezeigt, daß infolge der Form und Dünnwandigkeit der Dichtelemente während der Warmbehandlung, die beispielsweise im Luftumwälzofen, Schutzgasofen oder in Salzbädern vorgenommen wird, Verzüge auftreten, die durch eine ungleichmäßige Erwärmung verursacht werden und zu unbrauchbaren Teilen führen.Sealing elements of the type mentioned are used there if apart from the necessary elasticity high demands are placed on heat resistance and insensitivity to pressure. Around To obtain sealing elements with such properties, they have to be shaped in a special way Subjected to hardness heat treatment. It has now been shown that due to the shape and thin walls the sealing elements during the heat treatment, for example in the air circulation furnace, inert gas furnace or is carried out in salt baths, distortions occur which are caused by uneven heating and lead to unusable parts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung sicherstellt und ein Verziehen der empfindlichen Dichtelemente unmöglich macht.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning, which ensures a uniform application of heat and warping of the sensitive sealing elements makes impossible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag liegt das Dichtelement gegen eine direkte Wärmebeaufschlagung geschützt innerhalb der Vorrichtung, so daß eine gleichmäßige Erwärmung erreicht wird, da sich zunächst die Vorrichtung erwärmt und dann eine allseitig gleichmäßige Wärmeübertragung auf jedes Dichtelement erfolgt. Ein einseitiges und ungleichmäßiges Aufheizen der verzugsempfindlichen Dichtelemente kann dadurch vermieden werden. Da jedes Dichtelement von der jeweils folgenden Scheibe auf den Steg der unteren Scheibe gedrückt wird, wird eine gleichmäßige Verteilung der Belastung über den Umfang des Dichtelcmentes bewirkt und das Auftreten von Verzügen beim Härten vermieden. In dem aus Scheiben bestehenden stapelbaren Vorrichtungspaket können je nach Größe des Härteofens mehrere Dichtelemente gleichzeitig erwärmt werden.In the proposal according to the invention, the sealing element is against a direct application of heat protected within the device, so that a uniform heating is achieved, since first the device is heated and then an all-round uniform heat transfer to each Sealing element takes place. One-sided and uneven heating of the warpage-sensitive sealing elements can thereby be avoided. Since each sealing element from the respective following disc on the web When the lower disc is pressed, the load is evenly distributed over the circumference of the Sealing elements caused and the occurrence of distortions during hardening avoided. In the one made of discs The existing stackable device package can contain several sealing elements, depending on the size of the curing oven be heated at the same time.

Um eine rasche Wärmeübertragung auf die Vorrichtung zu erreichen, können die Scheiben radial innerhalb des Steges axiale Bohrungen aufweisen. Durch diese Bohrungen wird die wärmeaufnehmende Oberfläche vergrößert und das Heizmedium kann auch im Kern der Vorrichtung Wärme abgeben.In order to achieve rapid heat transfer to the device, the disks can be radially inside of the web have axial bores. The heat-absorbing surface becomes through these holes enlarged and the heating medium can also give off heat in the core of the device.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der ίο Zeichnung dargestellt, die wie folgt beschrieben wird. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing, which is described as follows. It shows

Fi g. 1 eine Teilansicht einer aus mehreren Scheiben bestehende Vorrichtung, teilweise geschnitten, und F i g. 2 einen Schnitt durch ein Teilstück der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.Fi g. 1 is a partial view of one of several disks existing device, partially cut, and FIG. 2 shows a section through a portion of the Device on an enlarged scale.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, in der die Hälfte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum verzugsarmen Härten von ringförmigen Dichtelementen 1 dargestellt ist, wobei der untere und obere Bereich geschnitten gezeigt ist. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus mehreren Scheiben 2, die zum Zwecke der Wärmebehandlung beispielsweise in einem Härteofen je nach Größe der Beschickungsöffnung in einer entsprechenden Anzahl gestapelt werden können. Jeweils zwischen zwei benachbarten Scheiben 2 ist ein Dichtelement 1 angeordnet. Die aufeinander gestapelten Scheiben 2 werden von oben durch einen Deckel 3 abgedeckt und ruhen unten auf einem rohrförmigen Sockel 4. In den Scheiben 2 sind mehrere axiale J» Bohrungen 5 und im Sockel 4 sind Öffnungen 6 vorgesehen, damit das Heizmedium während des Härtevorganges die Vorrichtung nicht nur von außen, sondern ebenfalls von innen heraus beaufschlagen kann, was insbesondere bei der Wärmebehandlung in einem Salzbad von Vorteil ist. Durch einzelne Bohrungen 5 können gegebenenfalls Schraubverbindungen hergestellt werden, um die Vorrichtung als ein Paket zusammenzudrücken.Let us first refer to FIG. 1 referred to, in which half of a device according to the invention for Low-distortion hardening of annular sealing elements 1 is shown, the lower and upper area is shown cut. The device consists essentially of several discs 2, which for the purpose the heat treatment, for example in a hardening furnace depending on the size of the loading opening in a corresponding number can be stacked. Between each two adjacent panes 2 is a Sealing element 1 arranged. The panes 2 stacked on top of one another are covered from above by a cover 3 covered and rest on a tubular base 4 below. In the discs 2 are several axial J »Holes 5 and in the base 4 openings 6 are provided so that the heating medium during the Hardening process can act on the device not only from the outside, but also from the inside, which is of particular advantage in the case of heat treatment in a salt bath. Through individual holes 5 If necessary, screw connections can be made to the device as a package to squeeze.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß jede Scheibe einen am äußeren Rand 9 umlaufenden Bund 7 aufweist, der das Dichtelement 1 bei der Wärmebehandlung vor einer direkten Wärmebeaufschlagung dutch das Heizmedium schützt. Radial innerhalb dieses Bundes 7 ist ein ringförmiger Steg 8 vorgesehen, auf dem das Dichtelement 1 aufgenommen wird. Zu diesem Zweck ist der Steg 8 mit seiner Höhe Λ2 ebenso groß wie der Bund 7, aber größer als die Höhe h\ des Dichtelementes 1, so daß das Dichtelement 1 frei auf dem Steg 8 aufliegen kann. Von der ebenen Unterseite 2a der folgenden aufliegenden Scheibe 2 wird das Dichtelement 1 auf den Steg 8 gedrückt und axial belastet. Wie in F i g. 1 gezeigt, können zur Aufnahme von verschiedenen Dichtringen die Stege 8 ebenfalls verschiedene mittlere Durchmesser d\ bzw. efe erhalten. Bei gleicher Höhe hi des Steges 8 und des Bundes 7 kann sich allerdings zwischen den Scheiben 2 jeweils ein Spalt A ergeben. Da durch diesen Spalt A während des Härtevorganges Heizmedium eindringen kann, ist es zweckmäßig, wenn der Steg 8 in seiner Höhe um etwas weniger als die Materialstärke bo des Dichtelementes 1 gegenüber dem Bund 7 zurückgesetzt ist, so daß sich die Größe des Spaltes A dem Wert 0 nähert. Hierdurch wird auf jeden Fall noch eine einwandfreie Auflage der Unterseite 2a gegen das Dichtelement 1 sichergestellt, damit dieses unter ^b"> gleichmäßiger Belastung gegen den Steg 8 gedrückt werden kann.In Fig. 2 it is shown that each disc has a circumferential collar 7 on the outer edge 9, which protects the sealing element 1 from direct exposure to heat by the heating medium during the heat treatment. Radially within this collar 7, an annular web 8 is provided on which the sealing element 1 is received. For this purpose, the web 8 with its height Λ2 is just as large as the collar 7, but greater than the height h \ of the sealing element 1, so that the sealing element 1 can rest freely on the web 8. The sealing element 1 is pressed onto the web 8 by the flat underside 2a of the following disc 2 resting thereon and is axially loaded. As in Fig. 1, the webs 8 can also have different mean diameters d \ and efe to accommodate different sealing rings. With the same height hi of the web 8 and the collar 7, however, a gap A can arise between the disks 2 in each case. Since heating medium can penetrate through this gap A during the hardening process, it is useful if the height of the web 8 is set back slightly less than the material thickness bo of the sealing element 1 relative to the collar 7, so that the size of the gap A corresponds to the value 0 is approaching. In this way, even a perfect circulation of the bottom is ensured 2a against the sealing element 1, so that this more evenly under ^b "> load can be pressed against the web 8 in any case.

Bei der Wärmebehandlung in einem Härteofen, wie beispielsweise Luftumwälzofen, Schutzgasofen oder inDuring heat treatment in a hardening furnace, such as an air circulation furnace, protective gas furnace or in

einem Salzbad, wird die Wärme zunächst von den Scheiben 2 bzw. dem Deckel 3 der Vorrichtung aufgenommen. Diese Erwärmung überträgt sich von der Vorrichtung auf die gegenüber dem direkten Wärmefluß abgekapselten Dichtelemente 1, so daß eine gleichmäßigere Erwärmung der Dich elemente 1 erfolgt. Da die Dichtelemente 1 über die vollständige Wärmebehandlung in den Scheiben 2 der Vorrichtung eingespannt bleiben, können keinerlei Verzüge an den Dichtelementen auftreten.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführupgsbeispiel mil einem C-förmigen Dichtelement beschränkt. Das erfindungsgemäße Prinzip einer Vorrichtung, die aus mehreren stapelbaren Scheiben besteht, zwischen denen die zur Wärmebehandlung vorgesehenen dünnwandigen Teile eingespannt und von einer direkten Wärmebeaufschlagung geschützt werden, kann selbstverständlich auch für andere dünnwandige und empfindliche Teile angewendet werden. In diesem Fall kann der das jeweilige Teil aufnehmende Steg entsprechend der Form des Teiles ausgebildet werden.a salt bath, the heat is first absorbed by the disks 2 or the cover 3 of the device. This heating is transferred from the device to the sealing elements 1, which are encapsulated with respect to the direct heat flow, so that more uniform heating of the elements 1 takes place. Since the sealing elements 1 remain clamped in the panes 2 of the device over the complete heat treatment, no distortions whatsoever can occur on the sealing elements.
The invention is not limited to the embodiment shown with a C-shaped sealing element. The inventive principle of a device that consists of several stackable disks, between which the thin-walled parts intended for heat treatment are clamped and protected from direct exposure to heat, can of course also be used for other thin-walled and sensitive parts. In this case, the web accommodating the respective part can be designed in accordance with the shape of the part.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for low-warpage hardening of thin-walled, ring-shaped sealing elements made of metallic hardenable materials with a hollow, C-shaped cross-section, in which the sealing elements are heated to hardening temperature under load and hardened, characterized in that the device consists of several stackable disks (2) consists, on the upper side of which a collar (7) running around the outer edge (9) and an annular web (8) for receiving the sealing element (1) is provided, the mean diameter (d \) of which corresponds to that of the sealing element, the height (h $ of the web (8) is equal to or greater than that of the collar (7), but greater than the height (h \) of the sealing element, and that the underside (2a) of the overlying disc (2) is in the area of the web ( 8) to exert pressure on the sealing element (1) is flat.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the discs (2) radially inside the Web (8) have axial bores (5).