DE4215651C2 - Fügeverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung, umfassend ein erstes Teil und ein zweites Teil, welche durch Formschluß in einer Belastungsrichtung relativ zueinander fixiert sind, wobei das erste Teil und das zweite Teil jeweils eine quer zur Belastungsrichtung verlaufende Hinterschneidung auf­ weisen, wobei die Hinterschneidungen in einer Fügestellung einander zugewandt in Belastungsrichtung im Abstand vonein­ ander stehen und dabei zwischen sich einen Zwischenraum bilden, in welchem ein formbar eingebrachtes, im Zwischenraum ausgehärtetes und damit flächenhaft an den Hinterschneidungen anliegendes Formschlußelement angeordnet ist, und wobei das Formschlußelement zusammen mit den dieses druckbelastenden Hinterschneidungen den Formschluß bildet.

Aus der CH 202 029 ist ein Verfahren zum Verbinden von Körpern miteinander bekannt, bei dem letztere an Begrenzungs­ flächen, die gegenüberliegen, mit Rillen versehen werden, welche sich zu einem Kanal ergänzen können und die Körper eineinandergesteckt und durch ein warm in den Kanal einge­ brachtes Mittel bei dessen Erkalten aneinander befestigt werden.

Verbindungen, welche ein erstes Teil und ein zweites Teil umfassen, welche durch Formschluß in einer Belastungsrichtung relativ zueinander fixiert sind, sind bei Verwendung konven­ tioneller Werkstoffe in großer Zahl bekannt.

Probleme bestehen beim Realisieren derartiger Verbindungen jedoch insbesondere bei nichtkonventionellen Materialien, insbesondere Materialien, die sehr spröde sind, wie zum Beispiel Keramikmaterialien, und daher beim Auftreten punkt­ förmiger Belastungen zum Brechen neigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fügeverbindung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß auch nicht zugkraftbeständige Materialien für das Formschlußelement ein­ setzbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Fügeverbindung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Formschlußelement aus einem Material, vorzugsweise kera­ mischen Material, hergestellt ist, welches im ausgehärteten Zustand Risse aufweist, welche in Rißebenen verlaufen, die quer zu den Hinterschneidungen und im wesentlichen in Belastungsrichtung verlaufen und daß durch die Rißbildung eine Unterteilung des Formschlußelements in quer zur Belastungsrichtung aufeinanderfolgende Segmente erreicht ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß das Formschlußelement in einem verformbaren Zustand in den Zwischenraum eingebracht wird, sich dann an die Hinter­ schneidungen flächenhaft anlegt, in dieser Form aushärtet und somit im ausgehärteten Zustand flächenhaft an den Hinter­ schneidungen anliegt, so daß keinerlei Punktbelastung der Hinterschneidungen durch das Formschlußelement besteht.

Darüber hinaus wird bei dieser Fügeverbindung das Form­ schlußelement im wesentlichen mit Druck und Scherkräften belastet, was insbesondere bei Verwendung von keramischen Materialien für das Formschlußelement von Vorteil ist, da keramische Materialien in hohem Maße druckkraft- und scher­ kraftbeständig, jedoch nicht zugkraftbeständig sind.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß das formbar eingebrachte Formschlußelement die Möglichkeit bietet, auch Toleranzen, insbesondere Fertigungs- und Montagetoleranzen, zwischen dem ersten und dem zweiten Teil, sowohl in Belastungsrichtung als auch quer dazu, aus­ zugleichen. Das heißt, die Funktionalität der Fügung ist auch dann noch gewährleistet, wenn die beiden Hinterschneidungen einen axialen Versatz zueinander aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn zur Herstellung des Formschlußelements eine Masse in flüssigem oder plastischem Zustand in den Zwischenraum einbringbar ist und in dem Zwischenraum vorzugsweise zu einem starren unelastischen Körper aushärtet.

Für das Formschlußelement können grundsätzlich alle denkbaren Arten von Materialien eingesetzt werden, die in einem flüssi­ gen oder plastischen oder viskosen Zustand verarbeitet und nach dem Fügevorgang in einen festen Zustand überführt werden können, beispielsweise durch Härten, Sintern, Erstarren etc. Damit sind auch sowohl Keramikmaterialien, Pulvermaterialien (Suspensionen), Kunststoffe, Metalle, wie beispielsweise niedrig schmelzende Legierungen, etc. umfaßt, wobei aber Keramikmaterialien bevorzugt sind.

Dabei ist einmal vorgesehen, daß die Masse eine homogene Masse aus dem aushärtbaren Material ist. Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn die Masse das aus­ härtende Material und zusätzlich Partikel, insbesondere Kugeln sowie Fasern, als Füllstoff umfaßt.

Die Masse des erfindungsgemäßen Formelements wird vorteil­ hafterweise so gewählt oder auch modifiziert, daß sie neben einer reinen Verbindungsfunktion zwischen den beiden Teilen noch andere Funktionen wahrnimmt, wie zum Beispiel die thermische Isolation der beiden Teile relativ zueinander durch Reduzierung des Wärmeübergangs oder die Absorption von Wärme in Form einer Wärmesenke bei entsprechend hoher Wärme­ kapazität oder die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen beiden Teilen oder die elektrische Isolation zwischen beiden Teilen oder die Funktion eines Bruch­ indikators.

Ferner ist als einfachste Lösung im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Masse in den Zwischenraum direkt einzu­ bringen. Insbesondere für den Fall, daß der Zwischenraum kein abgeschlossener Hohlraum ist, ist es von Vorteil wenn die Masse von einer vorzugsweise elastischen Umhüllung, bei­ spielsweise einem dehnbaren Schlauch, umgeben ist, um vor dem Aushärten ein Ausfließen der Masse aus dem Zwischenraum zu verhindern.

Die Fügeverbindung ist auch thermoschockresistent, da auch bei oder gerade durch einsetzende Rissbildung im Formschluß­ element, beispielsweise durch Thermospannungen, die volle Tragfähigkeit des Formschlußelements erhalten bleibt (Redundanz).

Insbesondere kann dabei die Fügeverbindung in Grenzen auf­ tretende thermische Ausdehnungen bei großen Temperatur­ unterschieden und/oder verschiedenen thermischen Ausdehnungs­ koeffizienten der beteiligten Materialien ausgleichen.

Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, daß das Formschlußelement aus kera­ mischem Material hergestellt ist.

Zur Vereinfachung des Einbringens des Formschlußelements ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Zwischenraum zwischen den Hinterschneidungen ein geschlossener Hohlraum ist.

Vorzugsweise ist der Hohlraum so angeordnet, daß er sich in einer Richtung quer zur Belastungsrichtung entlang der Hinterschneidungen erstreckt.

Das Einbringen des Materials für das Formschlußelement wird ferner dadurch erleichtert, daß zum Einbringen des Formschlußelements durch eines der Teile ein Eingußkanal in den Hohlraum mündet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Eingußkanal ver­ schließbar. Hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten. Die ein­ fachste Möglichkeit wäre ein Verschließen des Eingußkanals mittels eines Stopfens. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn der Eingußkanal durch eine Relativbewegung des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil, insbesondere bei noch nicht ausgehärteter Masse, vorzugsweise eine Dreh­ bewegung, verschließbar ist.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist zweckmäßigerweise so ausgestaltet, daß der Eingußkanal im einen Teil ange­ ordnet ist und in diesem eine Mündungsöffnung aufweist, welche durch eine Gegenfläche des jeweils anderen Teils verschließbar ist. Die Mündungsöffnung des Eingußkanals kann einerseits die Mündungsöffnung des Eingußkanals in den Zwischenraum sein oder eine im Verlauf des Eingußkanals angeordnete Mündungsöffnung, welcher gegenüberliegend eine zweite Mündungsöffnung eines weiteren Eingußkanalabschnitts ebenfalls durch die Rela­ tivbewegung der beiden Teile zueinander zum Eingießen positionierbar ist und welche durch die Gegenfläche des jeweils anderen Teils nach dem Eingießen verschließbar ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß das Formschlußelement als Krafteinleitungs- oder Verbindungs­ element vollkommen gekapselt innerhalb der beiden Teile angeordnet ist und somit vor der äußeren Umgebung geschützt ist. Eine Montagekontrolle dieser "unsichtbaren Verbindung" kann vorzugsweise durch einen entsprechenden Überlaufkanal erfolgen, wobei der Zwischenraum als gefüllt anzusehen ist, wenn die Masse aus dem Überlaufkanal aus­ tritt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es grundsätzlich denkbar, die Hinterschneidungen so anzuordnen, daß sie sich in der Fügestellung hintergreifen und lediglich das Formschlußelement noch zwischen diesen die flächenhafte Anlage an jeder Hinterschneidung sicherstellt. Damit ist beispielsweise ein axialer Toleranzausgleich möglich.

Noch vorteilhafter für das Herstellen der Fügeverbindung ist es jedoch, wenn die zusammenwirkenden Hinterschnei­ dungen in der Fügestellung einander nichthintergreifend stehen. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die zu­ sammenwirkenden Hinterschneidungen quer zur Belastungs­ richtung einen Abstand voneinander aufweisen.

Bei der erfindungsgemäßen Fügeverbindung ist es wesent­ lich, daß die Teile in einfacher Weise in die Fügestellung bringbar sind. Aus diesem Grund ist bei einem vorteil­ haften Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß das erste und das zweite Teil so relativ zueinander geführt sind, daß die Hinterschneidungen entgegengesetzt zur Belastungsrich­ tung aneinander vorbei in die Fügestellung bewegbar sind.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Belastung zu erreichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß an dem ersten Teil und dem zweiten Teil jeweils zwei quer zur Belastungsrichtung im Abstand voneinander angeordnete und ungefähr parallel zueinander verlaufende Hinterschnei­ dungen vorgesehen sind.

Die Hinterschneidungen selbst können in vielfachster Weise realisiert werden. Eine Möglichkeit die Hinterschneidungen zu realisieren, wäre das Vorsehen von Stufen in den jewei­ ligen Teilen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Hinterschneidungen durch eine Nut in dem jeweiligen Teil gebildet sind.

Eine besonders hohe Festigkeit wird dann erreicht, wenn die Hinterschneidungen zumindest an einem der Teile durch eine geschlossen umlaufende Nut gebildet sind.

Vorteilhafterweise ist mindestens eine Hinterschneidung rotationsgeometrisch zu einer Drehachse ausgebildet, so daß bei entsprechend genauer Bearbeitung der Hinterschnei­ dung die erfindungsgemäß über die Fügung miteinander ver­ bundenen Teile nach Aushärten des Formschlußelements um die Drehachse gegeneinander drehbar sind. Bevorzugterweise ist in diesem Fall die Drehachse parallel zur Belastungs­ richtung ausgerichtet.

Alternativ zu einer rotationssymmetrischen Ausbildung mindestens einer Hinterschneidung ist es ebenfalls vorteil­ haft, wenn der das Formschlußelement aufnehmende Zwischenraum und somit auch das Formschlußelement bezogen auf seine Längs­ erstreckung hinsichtlich ihres Querschnitts variieren, so daß durch den durch das Formschlußelement entstehenden Formschluß auch Torsionsmomente kompensierbar sind und die beiden Teile gegen eine Verdrehung relativ zueinander fixiert sind.

Alternativ dazu ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Hinterschneidungen Bereiche aufweisen, welche gegenüber Ebenen die nicht senkrecht auf einer Drehachse der beiden Teile stehen, geneigt sind

Um eine spielfreie Fixierung der beiden Teile relativ zuein­ ander zu erreichen ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Teile durch ein elastisches Element in Belastungsrichtung vorgespannt sind.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner auch noch durch ein Verfahren zum formschlüssigen Fixieren eines ersten Teils relativ zu einem zweiten Teil gegen eine Bewegung in einer Belastungsrichtung, wobei das erste Teil und das zweite Teil jeweils mit quer zur Belastungsrichtung verlaufenden Hinter­ schneidungen versehen werden, wobei die Hinterschneidungen in eine Fügestellung gebracht werden, in welcher sie einander zugewandt in Belastungsrichtung im Abstand voneinander stehen und einen Zwischenraum bilden, und wobei in den Zwischenraum ein formbares und im Zwischenraum aushärtendes und damit flächenhaft an den Hinterschneidungen anliegendes Form­ schlußelement eingebracht wird, durch welches die Teile unter Druckbelastung des Formschlußelements gegen eine Bewegung in Belastungsrichtung verbunden werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Formschlußelement Risse gebildet werden, beispielsweise durch Beaufschlagung des Formelements mittels Vibration oder Zugkräften, wobei die Risse in Rißebenen liegen, die im wesentlichen ungefähr parallel zur Belastungs­ richtung und quer zu den Hinterschneidungen verlaufen, und das Formschlußelement aus einem Material hergestellt ist, welches im ausgehärteten Zustand in quer zur Belastungs­ richtung aufeinanderfolgende Segmente zum Zerbrechen gebracht wird.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß zur Herstellung des Formschlußelements eine Masse in flüssigem oder plastischem Zustand in den Zwischenraum eingebracht wird.

Hinsichtlich der Härtung der Masse wurden bislang keine Angaben gemacht. So ist es beispielsweise denkbar, den Härte­ vorgang nach Fügung der beiden Teile einzuleiten. Beispiels­ weise sind Massen denkbar, welche durch Wärme, induktive Ein­ kopplung, UV-Strahlung bei transparenten Bauteilen oder durch gezielte Absorption von Schallwellen gehärtet werden können.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, keinen separaten Härtevorgang durchzuführen, sondern die Masse so zu wählen, daß diese bei Inbetriebnahme des Bauteils aushärtet, das heißt beispielsweise beim Auftreten einer Temperatur­ steigerung beim Einsatz der miteinander gefügten Teile.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste Teil und der zweite Teil relativ zueinander so geführt werden, daß die Hinterschneidungen entgegengesetzt zur Belastungsrichtung in Fügestellung bewegt werden können.

Durch Verwendung einer elektrophoretischen Flüssigkeit für das Formschlußelement kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes eine temporäre Erstarrung bzw. auch Übergangszustände des Formschlußelements erreicht werden (Anwendung z. B. in Kupplungen, Mechanismen, . . .).

Durch die prinzipielle Verwendbarkeit verschiedenster Materialien für das Formschlußelement kann das Fügeprinzip, ohne eine stoffschlüssige Verbindung mit den Fügepartnern eingehen zu müssen, vielseitig angewendet werden. Es er­ möglicht eine kostengünstige, schnelle automatisierbare, schadenstolerante, zuverlässige, spiel- und klapperfreie Verbindung für die Fügung auch unterschiedlichster Materialien und ist damit prädestiniert für z. B. den Auto­ mobilbau bzw. generell den allgemeinen Maschinenbau. Gerade hier ist z. B. auch der vielfältige Ersatz aufwendiger Schnappverbindungen und generell eine weitere Rationali­ sierung in der Montage möglich.

Aufgrund der Verwendbarkeit eines keramischen Formschluß­ elements ist die erfindungsgemäße Verbindungstechnik ganz besonders für Hoch- und Höchsttemperaturanwendungen ge­ eignet. Als mögliche Beispielanwendung sollen hier vor allem Thermalschutzsysteme von Raumfahrzeugen genannt werden, wie sie für den atmosphärischen Wiedereintritt benötigt werden. Solche heißen Strukturen müssen meist in segmentierter Form aus vielen einzelnen Teilen (z. B. Shingles bei HERMES) aus vornehmlich faserkeramischen Werkstoffen gefertigt werden. Die Erfindung würde hier eine schnelle, schadenstolerante, zuverlässige, kosten­ günstige und sehr leichte Ankopplung (geringe Masse) an Unterstrukturen ermöglichen.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fügever­ bindung erwähnt.

Ferner sind weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeich­ nerischen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Füge­ verbindung in nicht gefügter Stellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt gem. Fig. 1 bei in Füge­ stellung stehenden Teilen der Fügeverbindung;

Fig. 3 eine Darstellung eines Formschlußelements im ausgehärteten Zustand;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Füge­ verbindung;

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Füge­ verbindung;

Fig. 6 eine ausschnittsweise Darstellung des Quer­ schnitts in Fig. 5 bei geschlossenem Einguß­ kanal;

Fig. 7 einen Schnitt längs Linie 7-7 in Fig. 5 und

Fig. 8 einen Schnitt längs Linie 8-8 in Fig. 6.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung, dargestellt in Fig. 1, zeigt ein erstes Teil 10 und ein zweites Teil 12, welche, wie in Fig. 2 dargestellt, miteinander in einer Fügestellung form­ schlüssig verbindbar sind.

Das erste Teil 10 ist rohrförmig ausgebildet, das heißt es umfaßt eine Wand 14, welche durch einen Innenmantel 16 und einen Außenmantel 18 begrenzt ist, die beide koaxial zu einer Zylinderachse 20 angeordnet sind. An einem Ende 22 ist das erste Teil 10 mit einer Anschrägung 24 versehen, welche einen ringförmigen Ausschnitt aus einer Kegel­ mantelfläche 25 darstellt, die ebenfalls koaxial zur Zylinderachse 20 angeordnet ist und einen Kegelwinkel α aufweist.

In der Anschrägung 24 ist eine umlaufende Ringnut 26 ein­ gearbeitet, welche in der Wand 14 mit einem von der Ab­ schrägung 24 ausgehend halbkreisförmigen Querschnitt ver­ läuft.

Das zweite Teil 12 ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet und weist einen zur Zylinderachse 20 koaxialen Innenmantel 30 und einen Außenmantel 32 auf, zwischen denen ebenfalls die Wand 34 liegt.

Ein dem ersten Teil 10 zugewandtes Ende 35 des zweiten Teils 12 ist ebenfalls mit einer Anschrägung 36 versehen, deren Kegelwinkel 360 - α beträgt, so daß die beiden An­ schrägungen 24 und 36 vollflächig aufeinander zur Anlage bringbar sind.

Ferner ist am Ende 35 eine umlaufende Ringnut 38 in die Anschrägung eingearbeitet, welche in der Wand 34 verläuft und im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.

Die beiden Ringnuten 26 und 38 sind so ausgebildet, daß dann, wenn das erste Teil 10 und das zweite Teil 12 in der in Fig. 2 gezeichneten Fügestellung stehen, in welcher die Anschrägungen 24 und 36 aneinander anliegen, beide in der Anschrägung 24 liegende Ränder 40 und 42 der Ringnut 26 an den beiden Rändern 44 bzw. 46 der Ringnut 38 in der An­ schrägung 36 anliegen, so daß die beiden Ringnuten 26 und 38 einen Hohlraum 48 mit im wesentlichen kreisrundem Quer­ schnitt begrenzen, welcher jeweils zur Hälfte in den Wänden 14 und 34 liegt.

In diesen Hohlraum 48 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, über Eingußkanäle 50 und 52 beispielsweise eine aushärtbare keramische Masse einführbar, welche in dem Hohlraum 48 als Ring mit im wesentlichen dem Hohlraum 48 entsprechender Form aushärtet und ein Formschlußelement 54 bildet, welches im ausgehärteten Zustand in Fig. 3 in Allein­ stellung dargestellt ist. Dieses wirkt zur Fixierung der beiden Teile 10 und 12 gegen eine Relativbewegung in einer Belastungsrichtung 56, welche parallel zur Achse 20 ver­ läuft, mit den Ringnuten 26 und 28 zusammen, wobei die Ringnut 26 mit ihrem dem zweiten Teil 12 zugewandten Wand­ bereich eine Hinterschneidung 58 und die Ringnut 38 mit ihrem dem ersten Teil 10 zugewandten Wandbereich eine Hinterschneidung 60 bilden, die in der in Fig. 2 darge­ stellten Fügestellung einander zugewandt sind und in der Belastungsrichtung 56 einen Abstand voneinander aufweisen und somit einen Zwischenraum definieren, der durch den Hohlraum 48 gebildet ist, wobei in diesem Zwischenraum das Formschlußelement 54 liegt, das eine Relativbewegung der Teile 10 und 12 zueinander in der Belastungsrichtung 56 verhindert.

Die Anschrägungen 24 und 36 dienen dabei als Führungs­ flächen, welche eine Relativbewegung der Hinterschnei­ dungen 58 und 60 quer zur Belastungsrichtung 56 verhindern und somit das erste Teil 10 und das zweite Teil 12 quer zur Belastungsrichtung 56 in einer definierten Stellung relativ zueinander ausgerichtet halten.

Bei der erfindungsgemäßen formschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil 10 und dem zweiten Teil 12 mittels des Formschlußelements 54 liegt somit das Form­ schlußelement 54 mit seinen Torusflächen 62 flächenhaft an den Hinterschneidungen 58 und 60 an und sorgt somit für eine Fixierung des ersten Teils 10 relativ zum zweiten Teil 12 ohne punktförmige Belastungen der formschlüssigen Fügeverbindung.

Vorzugsweise ist das Formschlußelement 54 als keramischer Ring ausgebildet, welcher bei auftretenden Zugspannungen und Vibrationen reißt und dabei Risse mit Rißebenen 64 bildet, welche im wesentlichen quer zu den Anschrägungen 24 und 36 und in der Belastungsrichtung 56 sich er­ strecken, so daß das Formschlußelement 54 in eine Vielzahl von Torussegmenten 66 zerfällt, von denen jedes einzelne durch die benachbarten Torussegmente 66 unverschieblich im Hohlraum 48 fixiert ist und andererseits sich quer zur Belastungsrichtung 56 erstreckt und somit eine Relativ­ bewegung der Hinterschneidungen 58 und 60 in der Belas­ tungsrichtung 56 blockiert.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung, dargestellt in Fig. 4, umfaßt ebenfalls ein erstes Teil 10 und ein zweites Teil 12, welche in erfindungsgemäßer Weise formschlüssig gegen eine Relativ­ bewegung in der Belastungsrichtung 56 fixiert sind. Hierzu ist das erste Teil 10 mit einem Endabschnitt 70 versehen, welcher eine zu einer Achse 72 zylindrische Außenmantel­ fläche 74 aufweist, in welcher eine umlaufende Ringnut 76 eingearbeitet ist.

Das zweite Teil 12 umfaßt einen Endabschnitt 78 mit einer zur Achse 72 zylindrischen Innenmantelfläche 80, in welche ebenfalls eine Ringnut 82 eingearbeitet ist. Die Ringnuten 76 und 82 sind so angeordnet, daß sie bei in Fügestellung stehenden Teilen 10 und 12 einander gegenüberliegen und somit einen Hohlraum 84 begrenzen, in welchem zur Her­ stellung der formschlüssigen Fügeverbindung ein Form­ schlußelement 86 in Form eines in beiden Ringnuten 76 und 82 liegenden Rings angeordnet ist.

Das Formschlußelement 86 ist dabei im Querschnitt an die Form der Ringnuten 76 und 82 angepaßt und erstreckt sich in beiden.

Die Ringnut 76 bildet somit mit ihrer dem zweiten Teil 12 zugewandten Nutwand 88 eine Hinterschneidung, während die Ringnut 82 mit ihrer dem ersten Teil zugewandten Nutwand ebenfalls eine Hinterschneidung 90 bildet, so daß an beiden das Formschlußelement 86 im wesentlichen flächen­ haft anliegt und dadurch eine Relativbewegung der Teile 10 und 12 in der Belastungsrichtung 56 blockiert.

Das Formschlußelement 86 ist vorzugsweise in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und ausgebildet, so daß diesbezüglich auf die Ausführungen, insbesondere hinsichtlich der Rißbildung, zum ersten Aus­ führungsbeispiel Bezug genommen wird.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich das erste Teil mit einem Ringflansch 92 versehen, welcher einem Ringflansch 94 des zweiten Teils 12 in der Füge­ stellung zugewandt ist. Zwischen beiden Ringflanschen 92 und 94 ist ein elastisches Element 96 angeordnet, welches das erste Teil 10 und das zweite Teil 12 in der Belas­ tungsrichtung 56 beaufschlagt und somit beide Teile 10, 12 in einer Position hält, in welcher die Hinterschneidungen 88 und 90 spielfrei an dem Formschlußelement 86 anliegen.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind das erste Teil 10 und das zweite Teil 12 hinsichtlich der Ringnuten 76 und 82 gleich ausgebildet wie das zweite Ausführungsbeispiel, mit dem einzigen Unterschied, daß weder die Nut 76 noch die Nut 82 geschlossen umlaufen, sondern zwischen Enden 100 und 102 der Ringnut 76 ein Wandsegment 104 liegt, mit einer Außenfläche 106, welche eine Fortsetzung der Außen­ mantelfläche 74 in diesem Bereich darstellt.

In gleicher Weise liegt zwischen Enden 108 und 110 der Ringnut 82 ebenfalls ein Segment 112, mit einer dem ersten Teil 10 zugewandten Innenfläche 114, welche eine Fort­ setzung der Innenmantelfläche 80 im Bereich des Segments 112 darstellt.

In dieser Innenfläche 114 liegt eine Mündungsöffnung 116 eines Eingußkanals 118, welche in der in Fig. 5 darge­ stellten Stellung neben dem Segment 104 in die Ringnut 76 mündet.

In dieser, in Fig. 5 dargestellten Stellung, erfolgt ein Füllen des Hohlraums 84 mit der das Formschlußelement 86 später formenden Masse in flüssigem oder plastischem oder viskosem Zustand. Nach dem Befüllen erfolgt eine Ver­ drehung des ersten und des zweiten Teils 10, 12 um die Achse 56 relativ zueinander, so daß die Segmente 104 und 112 übereinanderstehen und die Mündungsöffnung 116 von der Außenfläche 106 verschlossen ist. In dieser Stellung ist auch der Eingußkanal 118 verschlossen, so daß die Masse zur Bildung des Formschlußelements nicht aus dem Hohlraum 84 entweichen kann und außerdem gegenüber äußeren Ein­ flüssen, wie beispielsweise durch den Eingußkanal 118 eindringenden chemischen Stoffen wie Flüssigkeiten etc. geschützt ist.

Um ein möglichst effektives Befüllen des Hohlraums 84 zu erreichen, ist ferner noch ein Entgasungskanal 120 vorge­ sehen, der in der Außenfläche 106 mit einer Öffnung 122 mündet und im in Fig. 5 dargestellten Zustand ein Ent­ weichen von Gasen aus dem Hohlraum 84 beim Befüllen des­ selben über den Eingußkanal 118 mit der Masse ermöglicht. In der in Fig. 6 dargestellten Stellung steht der Ent­ gasungskanal mit seiner Öffnung 122 der Mündungsöffnung 116 gegenüber und ist somit ebenfalls von dem Hohlraum 84 getrennt, so daß die Masse im Hohlraum 84 von allen äußeren Einflüssen abgeschirmt ist.

Hinsichtlich der Beschreibung der mit denselben Bezugszeichen wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel versehenen Teile wird auf die Ausführungen zu diesen Ausführungsbeispielen Bezug genommen.

Claims (12)

1. Fügeverbindung umfassend ein erstes Teil und ein zweites Teil, welche durch Formschluß in einer Belastungs­ richtung relativ zueinander fixiert sind, wobei das erste Teil und das zweite Teil jeweils eine quer zur Belastungsrichtung verlaufende Hinterschneidung auf­ weisen, wobei die Hinterschneidungen in einer Füge­ stellung einander zugewandt in Belastungsrichtung im Abstand voneinander stehen und dabei zwischen sich einen Zwischenraum bilden, in welchem ein verformbar einge­ brachtes, im Zwischenraum ausgehärtetes und damit flächenhaft an den Hinterschneidungen anliegendes Form­ schlußelement angeordnet ist, und wobei das Formschluß­ element zusammen mit den dieses druckbelastenden Hinter­ schneidungen den Formschluß bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Formschlußelement (54; 86) aus einem Material, vorzugsweise keramischen Material, hergestellt ist, welches im ausgehärteten Zustand Risse aufweist, welche in Rißebenen (64) verlaufen, die quer zu den Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) und im wesentlichen in Belastungsrichtung (56) verlaufen, und daß durch die Rißbildung das Formschlußelement (54; 86) in quer zur Belastungsrichtung (56) aufeinanderfolgende Segmente unterteilt ist.

2. Fügeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Formschlußelements (54, 86) eine Masse in flüssigem oder plastischem Zustand in den Zwischenraum (48; 84) einbringbar ist.

3. Fügeverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) ein ge­ schlossener Hohlraum (48; 84) ist.

4. Fügeverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen des Formschlußelements (54; 86) durch eines der Teile (10, 12) ein Eingußkanal (50, 52) in den Hohlraum (48, 84) mündet.

5. Fügeverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) so angeordnet sind, daß sie in der Füge­ stellung einander nicht hintergreifend stehen.

6. Fügeverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) quer zur Belastungsrichtung (56) einen Abstand voneinander aufweisen.

7. Fügeverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (10) und das zweite Teil (12) so relativ zueinander geführt sind, daß die Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) entgegengesetzt zur Belastungsrichtung aneinander vorbei in die Füge­ stellung bewegbar sind.

8. Fügeverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (12) jeweils zwei quer zur Belastungs­ richtung (56) im Abstand voneinander angeordnete und ungefähr parallel zueinander verlaufende Hinter­ schneidungen (58, 60; 88, 90) vorgesehen sind.

9. Fügeverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidungen (58, 60; 88, 90) durch eine Nut (26, 38; 76, 82) in dem jeweiligen Teil (10; 12) gebildet sind.

10. Fügeverbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (10; 12) durch ein elastisches Element (94) in Belastungsrichtung (56) vor­ gespannt sind.

11. Verfahren zum formschlüssigen Fixieren eines ersten Teils relativ zu einem zweiten Teil gegen eine Bewegung in einer Belastungsrichtung, wobei das erste Teil und das zweite Teil jeweils mit quer zur Belastungsrichtung verlaufenden Hinterschneidungen versehen werden, wobei die Hinterschneidungen in eine Fügestellung gebracht werden, in welcher sie einander zugewandt in Belastungs­ richtung im Abstand voneinander stehen und einen Zwischenraum bilden, und wobei in den Zwischenraum ein formbares und im Zwischenraum aushärtendes und flächen­ haft an den Hinterschneidungen anliegendes Formschluß­ element eingebracht wird, durch welches die Teile unter Druckbelastung des Formschlußelements gegen eine Be­ wegung in Belastungsrichtung verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Formschlußelement Risse gebildet werden, beispielsweise durch Beaufschlagung des Formschlußelements mittels Vibration oder Zugkräften, wobei die Risse in Rißebenen liegen, die im wesentlichen ungefähr parallel zur Belastungsrichtung und quer zu den Hinterschneidungen verlaufen, und daß das Formschluß­ element in quer zur Belastungsrichtung aufeinander­ folgende Segmente zerbrochen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse in flüssigem oder plastischem Zustand in den Zwischenraum eingebracht wird.