DE3311957A1 - SEALED CONNECTION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
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4b BOOO MUNCHFNI 804b BOOO MUNCHFNI 80
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Anwaltsakte 32 708 . u« _Attorney file 32 708 . u «_
British Nuclear Fuels Limited Rislev, Warrinaton, Cheshire, EnqlandBritish Nuclear Fuels Limited Rislev, Warrinaton, Cheshire, Enqland
Dichte Verbindung und Verfahren zu deren Herstelluna Diese Krfinduna betrifft Verbindunaen.Close connection and process for their manufacture This krfinduna concerns associations.
Bei Installationen, in welchen elektrische Leitunaen oder Gasleitungen von einer Außenseite her in das Innere eines Behälters in der einen oder anderen Form hereingeführt werden sollen, ist es oft erforderlich, sicherzustellen,For installations in which electrical lines or Gas lines led in from an outside into the interior of a container in one form or another it is often necessary to ensure
ι daß kein Strömungsmittel zwischen der Außenseite und der Innenseite des Behälters über den Eintrittspunkt der Leitung ausleckt. Ein spezieller Tvp einer Anlaqe, in v/elcher eine derartige Situation austritt, ist eine Gaszentrifugenanlacie,ι that no fluid between the outside and the Inside of the container leaks beyond the entry point of the line. A special type of a system, in each one one such a situation occurs, is a gas centrifuge anlacie,
(08Θ) 98 82 /2 · 74 Telex 05 24 500 DfRG d Bankkonlen Bayer. Veremsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)(08Θ) 98 82/2 74 Telex 05 24 500 DfRG d Bankkonlen Bayer. Veremsbank Munich 453100 (BLZ 700 202 70)
(cahlo) lelakopierer (08Θ) 983049 Hypo-Bank München 4410122 850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE Ml(cahlo) lelakopierer (08Θ) 983049 Hypo-Bank Munich 4410122 850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE Ml
Miinrhnn KhIIr Inlolpn 60U0 Poslscherk München 65343-808 (BLZ 70010080)Miinrhnn KhIIr Inlolpn 60U0 Poslscherk Munich 65343-808 (BLZ 70010080)
die beispielsweise bei der Trennung von Uranisotopen verwendet wird. Bei diesem Anlagentyp ist der Druck innerhalb einer Zentrifugenkaskade viel jcleiner als der Atmosphärendruck, während an der Außenseite der Kaskade jener Atmosphärendruck vorliegt. Gasleitungen, die in die Kaskade hineingeführt werden, und auch elektrische Speiseleitungen sind erforderlich.for example in the separation of uranium isotopes is used. With this type of system, the pressure within a centrifuge cascade is much lower than that Atmospheric pressure, while that atmospheric pressure is present on the outside of the cascade. Gas pipes that run in the cascade, and electrical feed lines are also required.
Ein Ziel der vorlienenden Erfindung ist es, eine Verbindung bzw. Durchführung vorzusehen, welche es ermöglicht, daß Leitunaen und dergleichen, die von der Außenseite eines Behälters in dessen Inneres führen, mit hoher Strömungsmitteldichte durchaeführt werden.It is an object of the present invention to provide a connection or to provide implementation, which makes it possible that Leitunaen and the like, from the outside of a container lead inside, be carried out with a high fluid density.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Bildung einer Verbindung zwischen der Öffnung ineinem ersten Teil und einem Verschlußteil für die Öffnung ein Verfahren zur Bildung einer abgedichteten Verbindung zwischen einer Öffnung in einem ersten Teil und einem Verschlußteil für die Öffnung, gekennzeichnet durch die Bildung eines Vorspr\mges an einem der Teile und einer zugeordneten Aussparung am selben oder dem anderen Teil, und das Einführen des Verschlußteils in die öffnunq dadurch, daß man durch Kaltbearbeitung Material des anderen Teils in die Aussparung hineinverlagert,According to one aspect of the present invention includes a method of forming a connection between the opening in a first part and a closure part for the opening a method of forming a sealed Connection between an opening in a first part and a closure part for the opening, characterized by the formation of a protrusion one of the parts and an associated recess on the same or the other part, and the insertion of the closure part in the opening by cold working Material of the other part shifted into the recess,
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Dichtung zum Abdichten einer öffnung in einem Teil ein Verschlußtei], welches mit der öffnung in Zusammenwirkung bringbar ist, einen Vorsprung an einem der Teile sowie eine benachbarte, zugeordnete Aussparung im selben oder dem anderen der Teile, wobei beim Einführen des Verschlußteils in die Öffnung der Vorsprung durch Kaltbearbeitung bzw. Kaltfließen das weichere Material im anderen Teil in die zugeordnete Aussparung hineinverlagert.In accordance with another aspect of the present invention, comprises a gasket for sealing an opening in one part a closure part], which with the opening Can be brought into cooperation, a projection on one of the parts and an adjacent, associated recess in the same or the other of the parts, with the projection when the closure part is inserted into the opening by cold working or cold flowing the softer material in the other part into the allocated recess shifted into it.
Bequemerweise umfaßt das Verschlußteil ein sich verjüngendes Zapfenstück, und die öffnuna ist dementsprechend ebenfalls so verjüngt, daß sie das Zapfenstück aufnimmt. Am Zapfenstück können eine oder mehrere Paarungen von Vorsprung und Aussparung vorgesehen sein. Es kann auch von jedem Vorsprung und jeder Aussparung ein Element am Zapfenstück vorgesehen sein, während das andere Element in der Öffnung vorgesehen ist. Bevorzugt umfaßt jeder Vorsprung eine durchgehende, schneidenartige Messerkante.Conveniently, the closure part comprises a tapered pin piece, and the opening is accordingly also tapered so that it receives the pin piece. One or more pairings of projection and Be provided recess. There can also be an element on the journal piece from each projection and recess be provided while the other element is provided in the opening. Preferably each protrusion comprises one continuous, blade-like knife edge.
Bevorzugt ist die Querschnittsfl?che der Aussparung gleich groß oder größer als jene der Messerkante über der Linie oder der Verjüngung am Zanfenstück oder der Öffnung, so daß das Kaltfließen des Materials infolge der Einführung des Zapfenstücks in die öffnung sich solange fortsetzt, bis dieThe cross-sectional area of the recess is preferably the same size or greater than that of the knife edge above the line or taper on the tang or opening so that the cold flow of the material as a result of the introduction of the pin piece into the opening continues until the
Verjüngung des Zapfenstücks mit jener der öffnung übereinstimmt .The taper of the journal piece coincides with that of the opening .
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:An embodiment of the present invention will now be described by way of example only with reference to FIG attached drawing, in which:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schnitts durch eine Verbindung vor dem Zusammensetzen ist,1 is a schematic view of a section through a connection before assembly is,
Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 zeigt,Fig. 2 shows a detail of Fig. 1,
Fig. 3 ein Verbindungsstück für eine elektrische Leitung zeigt, undFig. 3 shows a connector for an electrical line, and
Fig. 4 ein Verbindungsstück für eine Gasdurchführung zeigt.Fig. 4 shows a connector for a gas feed-through.
Es wird nun zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen; in dieser umfaßt eine Verbindung ein Teil 1, welches eine konische Bohrung oder öffnung 6 aufweist, um ein konisches Zapfenteil 2 aufzunehmen. Das Zapfenteil 2 ist mit durchgehenden Vorsprüngen 4 in Form von messerartigen Schneiden ausgebildet. Die Aussparungen 5 sind im Zapfenteil unmittelbar den Messerkanten benachbart und konusabwärts angeordnet. Die Bohrung oder öffnung 6 weist einen Kantenbereich auf, der auf die unten erläuterte Weise einer Kaltbearbeitung unterzogen wird.Reference is now made first to Figure 1; in this a connection comprises a part 1, which is a conical Has a bore or opening 6 in order to receive a conical pin part 2. The pin part 2 is continuous Projections 4 in the form of knife-like cutting edges. The recesses 5 are in the pin part directly arranged adjacent to the knife edges and downstream of the cone. The bore or opening 6 has an edge region which is subjected to cold working in the manner explained below.
M · wM · w
Es wird nun Bezug auf Fig. 2 genommen, in welcher gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 für gleiche Teile verwendet sind. Fiq. 2 zeigt die Messerkante/Aussparung der Fig. 1 noch detaillierter. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Messerkante an der linken Seite der Figur eine Messerkante mit einem einziaen Winkel 7 ist und eine Höhe δ aufweist. Eine Messerkante 9 rechts in der Figur hat eine Messerkante mit zwei Winkeln, welche mit 10 und 11 bezeichnet sind. In beiden Fällen ist die Querschnittsfläche der Aussparung genau so groß oder größer als jene der Messerkante oberhalb der Konuslinie bzw. -kontur, die mit 14 bezeichnet ist, so daß ein Kaltfluß des Materials, welches von der Messerkante verlagert wird, wie unten beschrieben wird, anhält, bis der Konus bzw. die Verjüngung des Zapfenstücks mit jener der öffnung 6 übereinstimmt.Reference is now made to Fig. 2, in which the same reference numerals as in Fig. 1 for the same parts are used. Fiq. 2 shows the knife edge / recess of FIG. 1 in more detail. From Fig. 2 it can be seen that the knife edge on the left side of the figure is a knife edge with a single angle 7 and has a height δ. A knife edge 9 on the right in the figure has a knife edge with two angles, which with 10 and 11 are designated. In both cases, the cross-sectional area of the recess is just as large or larger than that of the knife edge above the cone line or contour, which is denoted by 14, so that a Cold flow of material displaced from the knife edge, as described below, continues until the cone or the tapering of the pin piece corresponds to that of the opening 6.
In Fig. 3 trägt das Zapfenstück 2 einen keramischen Kabelisolator, der mit 16 bezeichnet ist. Elektrische Leitungsdurchführungen für Kabel sind mit 17 bezeichnet. Da das Zapfenstück 2 in Fig. 3 am Stück 1 oder fern von diesem bearbeitet werden kann, kann der Keramikisolator innerhalb des Zapfenstücks durch ein Silberlot oder durch Glas mit niedrigem Schmelzpunkt befestigt werden, das mit 18 bezeichnet ist. In ähnlicher Weise können dieIn FIG. 3, the pin piece 2 carries a ceramic cable insulator, which is designated by 16. Electric Line bushings for cables are denoted by 17. Since the pin piece 2 in Fig. 3 at the piece 1 or remote from This can be processed, the ceramic insulator can be inside the pivot piece by a silver solder or by Low melting point glass, indicated at 18, can be attached. Similarly, the
elektrischen Kabel am keramischen Isolator befestigt werden.electrical cables are attached to the ceramic insulator.
Es wird nun Bezug auf Fig. 4 genominen, welche das Zapfenstück 2 zeigt, wie es ein Gasrohr 19 trägt. Das Gasrohr ist innerhalb einer Bohrung 20 im Zapfenstück mit Messing oder Silber hart eingelötet<,Reference is now made to FIG. 4, which shows the spigot 2 supporting a gas pipe 19. That Gas pipe is brazed in with brass or silver within a bore 20 in the journal piece <,
DasiMaterial des Teils 1 ist weicher als das Material des Zapfenstücks 2, und da die Messerkante bzw.- Messerkanten gegenüber der Kontur des Konus abstehen, wird beim Einführen des Zapfenstücks in die konische öffnung 6 die Messerkante 4 zwangsweise in das Teil 1 eingepreßt, was ein Kaltfließen des Materials in die zugeordnete Aussparung 5 unmittelbar unterhalb der Messerkante 4 erzeugt. Wie oben erwähnt, ist die Querschnittsfläche der Aussparung gleich groß oder;größer als jene der Messerkante oberhalb der Konuslinie, so daß das Kaltfließen des Materials, das vom Teil 1 aus durch die Messerkante verlagert wird, fortfährt, bis der Konus des Zapfenstücks mit jenem der Wand überstimmt bzw. auf jenem aufsitzt.The material of part 1 is softer than the material of the journal piece 2, and since the knife edge or knife edges protrude from the contour of the cone, will when the pin piece is inserted into the conical opening 6, the knife edge 4 is forcibly pressed into the part 1, which creates a cold flow of the material into the associated recess 5 directly below the knife edge 4. As mentioned above, the cross-sectional area of the recess is equal to or larger than that of the knife edge above the cone line so that the cold flow of the material displaced from part 1 through the knife edge continues until the cone of the pivot piece is overruled with that of the wall or rests on that.
Die Ausbildung der Messerkante ist ein Kompromiß aus mehreren Faktoren. Größe, Form und Winkel 7 der Messerkante hängen ab vom verwendeten Material für Zapfenstück und Teil, sowie von den betrieblichen Randbedingungen bzw,The formation of the knife edge is a compromise of several factors. Size, shape and angle 7 of the knife edge depend on the material used for the journal piece and part, as well as on the operational boundary conditions or
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Umgebungsbedinqungen der Verbinduna. Eine rechtwinklige Messerkante liefert die steifste Form, aber erfordert eine hohe Kraft zum Einführen. Das Verrinqern des Winkels von 90° nach unten auf beispielsweise 15° verringert die Kraft zum Einführen, aber zu Ungunsten der Steifigkeit der Messerkante, und unter Inkaufnahme einer schwierigeren Bearbeitungstätiqkeit. Die Verwendung eines Doppelwinkels an der Messerkante erhöht die Steifigkeit ,■ aber zu Ungunsten der einfachen Bearbeitung.Environmental conditions of the connection. A right angle Knife edge provides the stiffest shape, but requires a lot of force to insert. Reducing the Angle of 90 ° downwards to 15 °, for example, reduces the force for insertion, but to the detriment of the Rigidity of the knife edge, and at the expense of a more difficult machining activity. The usage a double angle on the knife edge increases the rigidity, ■ but to the disadvantage of simple processing.
Die Höhe 8 der Messerkante ist durch den Konuswinkel, die Länge des Zapfenstücks und die Anzahl von Messerkanten an einem vorgegebenen Zapfenstück begrenzt. Ein typischer Zapfen zur Verwendung beispielsweise bei Aluminium hat einen Konuswinkel von 12 - 15° und zwei Messerkanten, mit Höhen im Bereich eines Viertel Millimeters bis zu einem Millimeter und einen Kantenwinkel zwischen 4 5 und 75°.The height 8 of the knife edge is determined by the cone angle, the length of the tenon piece and the number of knife edges limited to a predetermined journal piece. A typical spigot for use in, for example Aluminum has a cone angle of 12-15 ° and two Knife edges with heights in the range of a quarter of a millimeter to a millimeter and an edge angle between 4 5 and 75 °.
Das Kaltfließen des Materials des Teils 1 in die Messerkante füllt alle Oberflächenfehler in der Endbearbeitung der Oberfläche der Messerkante aus. Der Fluß des Materials in die Aussparung unterhalb der Messerkante erzeugt eine Sperrwirkunq und erhöht die Beständigkeit der Verbindung gegenüber Schwinqung und zyklischer Temperaturänderung, insbesondere bei einem Messerkanten-The cold flow of the part 1 material into the knife edge fills in any surface imperfections in the finish the surface of the knife edge. The flow of material into the recess below the knife edge creates a locking effect and increases the resistance of the connection to vibrations and cyclicals Temperature change, especially with a knife edge
winkel, der beträchtlich kleiner als 90° ist. Das Kaltverschweißen zwischen dem Material der Messerkante und dem Material des Teils 1 findet statt und bildet eine beständige Verbindung.angle that is considerably smaller than 90 °. The cold welding between the material of the knife edge and the material of the part 1 takes place and forms a permanent connection.
Das Beschichten der Messerkante mit einem aeeianeten Metall, beispielsweise Kupfer, kann zum Erhöhen des Ausmaßes der Kaltverschweißung beitragen, welche mit einem Aluminiumteil 1 stattfindet.Coating the knife edge with an aeeianeten Metal, such as copper, can help increase the amount of cold weld that occurs with an aluminum part 1 takes place.
Im Zusammenhang mit den Anwendungsformen der Verbindung, die in Fig. 3 und 4 aezeigt sind, werden die Vakuumdichtungen zwischen keramischem Isolator und Stahl-Zapfenstück sowie Leitungsdurchführungen durch herkömmliche Techniken vorgenommen, beispielsweise durch Metallisieren des Keramikmaterials, sowie durch nachfolgendes Hartlöten oder die Verwendung von Gläsern mit niedrigem Schmelzpunkt. Die Verbindung kann dadurch vorgenommen werden, daß man einen hydraulischen Druck auf den äußeren Abschnitt des Zapfenstücks ausübt, bis ein bestimmter Druck erreicht wird. An dieser Stelle befinden sich die Konusse von Zapfenstück und öffnung in Berührung, und die Messerkanten sind bis zu ihrer maximalen Tiefe eingedrungen.In connection with the forms of application of the compound, which are shown in Figs. 3 and 4, the vacuum seals between the ceramic insulator and the steel spigot as well as line penetrations made by conventional techniques, for example by Metallizing the ceramic material, as well as by subsequent brazing or the use of glasses with low melting point. The connection can be made by applying hydraulic pressure exerting the outer portion of the trunnion until a certain pressure is reached. Located at this point the cones of the pin piece and opening are in contact, and the knife edges are up to theirs penetrated maximum depth.
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Das Speiserohr der Fiq. 4 ist in das Zapfenstück eingeschweißt oder harteingelötet.The feed pipe of the Fiq. 4 is welded or hard-soldered into the spigot.
Für große Durchmesser kann eine Verbindung dadurch gebildet werden, daß man einen Konusring in eine Konusaussparung einpreßt, die zwischen dem Hauptkörper eines Behälters bzw. Rezipienten und einem Flansch oder einem anderen Körper gebildet ist, wobei die Messerkanten an dem Innen- und Außenabschnitt des Konusrinas gebildet sind.For large diameters, a connection can be made by inserting a conical ring into a conical recess presses that between the main body of a container or recipient and a flange or a Another body is formed, the knife edges being formed on the inner and outer portions of the conical ring are.
Die Verbinduna kann beispielsweise bei einer Vakuumanlage oder bei Installationen verwendet werden, bei welchen unterschiedliche Strömunqsmitteldrücke an den gegenüberliegenden Seiten der Verbindung vorliegen, beispielsweise bei Einsatzstellen unter Wasser.The connection can, for example, with a vacuum system or used in installations where different fluid pressures are applied to the opposite sides of the connection are present, for example at locations under water.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |