DE4419159C2

DE4419159C2 - Vorrichtung zum Herstellen einer Fügeverbindung

Info

Publication number: DE4419159C2
Application number: DE4419159A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Dipl Ing Weihs; Frank Dipl Ing Kocian; Richard Prof Dr Kochendoerfer
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: DE4419159A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Her stellen einer Fügeverbindung zwischen einem ersten Fügeteil mit einer ersten Anlagefläche und einem auf der ersten Anla gefläche mündenden Durchbruch und einem zweiten Fügeteil mit einer zweiten Anlagefläche und einer auf der zweiten Anlage fläche mündenden Ausnehmung, wobei das erste Fügeteil und das zweite Fügeteil in eine Fügestellung zueinander gebracht werden, in der die erste Anlagefläche und die zweite Anlage fläche aneinander anliegen und der Durchbruch des ersten Fü geteils und die Ausnehmung des zweiten Fügeteils zusammen einen Hohlraum bilden.

Derartige Fügeverbindungen sind als Niet- oder Bolzenverbin dungen in großer Zahl bekannt.

Zur Herstellung einer Nietverbindung wird ein Niet mit einem Nietkopf in den Hohlraum (das Nietloch) eingeführt und pla stisch verformt, wobei ein zweiter Nietkopf entsteht, der ein Herausfallen des Nietes verhindert. Im allgemeinen werden Niete aus metallischen Werkstoffen hergestellt, da solche Niete eine hohe elastische und plastische Verformbarkeit aufweisen, durch die Spannungsspitzen in der Fügeverbindung, die aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten entstehen, abge baut werden.

Die bekannten Nietverfahren sind jedoch nicht dazu geeignet, Fügeverbindungen zwischen Fügeteilen aus Werkstoffen mit sprödem Bruchverhalten herzustellen. Solche Werkstoffe, die praktisch keine plastische Verformung aufweisen, neigen dazu, infolge der nicht unerheblichen Belastungen der Fügeteile während des Nietvorgangs zu brechen. Auch Bolzenverbindungen sind in der Regel zum Herstellen derartiger Fügeverbindungen ungeeignet, da die aufgrund unvermeidbarer Fertigungsungenau igkeiten entstehenden Spannungsspitzen wegen der fehlenden Plastizität der Fügeteile nicht abgebaut werden können. Bei Überschreitung der Materialfestigkeit entsteht daher ein Riß, der wegen des spröden Bruchverhaltens sofort zum Totalversa gen der Verbindung führt.

Aus den genannten Gründen ist es auch nicht möglich, Werk stoffe, die geringe Plastizität aufweisen, als Niet- oder Bolzenmaterial zu verwenden. Bei vielen Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, die Verbindungselemente aus ähnlichem Material wie die Fügeteile herzustellen, damit diese Verbin dungselemente und die Fügeteile vergleichbare physikalische und chemische Eigenschaften haben und der Einsatzbereich der Fügeteile, beispielsweise bei hohen Temperaturen oder unter chemisch aggressiven Umgebungsbedingungen, nicht durch eine geringere Beständigkeit der Verbindungselemente beschränkt wird.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Herstellen einer Fügeverbindung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die es erlaubt, auch Fügeteile aus Werkstof fen mit sprödem Bruchverhalten unter Verwendung von Verbin dungselementen aus ebenfalls spröden Werkstoffen miteinander zu verbinden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Herstellen einer Fügeverbindung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen Eingußkanal zum Einbringen einer formbaren und aushärtbaren Masse in den Hohlraum, Abdeckungen zum Verschließen der Mündungsöffnungen des Hohlraums und einen Entlüftungskanal zum Abführen der von der formbaren und aushärtbaren Masse aus dem Hohlraum ver drängten Luft umfaßt.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine Fügeverbindung herstellen, bei der in dem Hohlraum ein Form schlußelement angeordnet ist, das Formschlußelement ein ver formbar eingebrachtes, in dem Hohlraum ausgehärtetes und flä chenhaft an den Fügeteilen anliegendes Formteil umfaßt, das Formschlußelement zusammen mit dem ersten Fügeteil und dem zweiten Fügeteil einen Formschluß bildet, der das erste Füge teil und das zweite Fügeteil in zumindest einer Belastungs richtung längs der Anlageflächen relativ zueinander fixiert, und bei der das Formschlußelement Hinterschneidungen auf weist, die zusammen mit dem ersten Fügeteil und dem zweiten Fügeteil einen Formschluß bilden, der das Formschlußelement in dem Hohlraum fixiert.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß zu mindest ein Bestandteil des Formschlußelementes verformbar in den Hohlraum eingebracht werden kann, der an Ort und Stelle aushärtet und ein flächenhaft an den Fügeteilen anliegendes Formteil bildet, so daß weder große Belastungen der Fügeteile während des Herstellens der Verbindung noch punktförmige Spannungsspitzen aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten auf treten können.

Von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung zusätzlich minde stens einen Spülkanal und zumindest ein Verbindungsstück um faßt, durch das der Eingußkanal und/oder der Entlüftungska nal mit dem Spülkanal zum Durchspülen mit einem Spülmedium verbindbar sind. So kann verhindert werden, daß der Einguß kanal und/oder der Entlüftungskanal durch ausgehärtete form bare und aushärtbare Masse verstopft wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der Vorrichtung auf zumindest einem der Fügeteile umfaßt.

Günstig ist es, wenn eine solche Fixiereinrichtung Mittel zum Abdichten einer evakuierbaren Saugkammer umfaßt, so daß die Vorrichtung nach Evakuieren der Saugkammer durch den äußeren Luftdruck an zumindest eines der Fügeteile angepreßt wird.

Zur Beschleunigung des Aushärtevorganges weist die Vor richtung vorteilhafterweise eine Heizeinrichtung zum Be heizen der formbaren und aushärtbaren Masse auf.

Um das Einbringen von Strukturteilen, die der Erhöhung der Tragfähigkeit der Fügeverbindung dienen, in den Hohlraum zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen in einer Durchgangsbohrung der Vorrichtung geführten Stempel zum Einbringen eines Strukturteils in den Hohlraum umfaßt.

Eine Vorspannung der Fügeteile läßt sich dadurch erreichen, daß die Fügeteile während des Einbringens der formbaren und aushärtbaren Masse und während des Aushärtens mittels einer Spanneinrichtung zusammengespannt werden, wobei die Vorspannung nach Entfernen der Spanneinrichtung erhalten bleibt.

Die Fügeverbindung kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vor richtung in einfacher Weise hergestellt werden, wenn nur das erste Fügeteil durchbrochen ist und daher der Hohlraum nur einseitig zugänglich ist. Die Fügeverbindung kann aber auch verwendet werden, wenn auch die Ausnehmung des zweiten Fügeteils einen Durchbruch darstellt, wobei der Hohlraum in diesem Fall ein- oder zweiseitig zugänglich sein kann.

Das Formteil kann aus jedem Werkstoff gebildet werden, der aus einem pulverförmigen, viskosen oder flüssigen Zustand in dem Hohlraum in einen festen Zustand überführt werden kann.

Die Fügeverbindung kann durch Aufbohren, Schleifen, chemisches Lösen oder Ultraschallzerrütten des Formteils wieder gelöst werden, ohne die Fügeteile zu zerstören.

Vorteilhaft ist es, wenn das Formschlußelement im wesent lichen die Form eines konventionellen Nietes mit zwei Nietköpfen aufweist. In diesem Fall können die mit konven tionellen Nietverbindungen gemachten Erfahrungen und die für diese entwickelten Berechnungsverfahren zumindest teilweise zur Bestimmung der Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Fügeverbindung herangezogen werden.

Ferner erlauben es Formschlußelemente in konventioneller Nietform, tragfähige Fügeverbindungen herzustellen, bei denen die Querschnitte der Formschlußelemente längs der Anlageflächen klein im Verhältnis zu den Anlageflächen selbst sind, so daß geringe Materialmengen zur Bildung der Formschlußelemente genügen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Formschlußelement mindestens eine glatte Oberfläche aufweist, die mit einem der Fügeteile bündig ist. Eine solche Gestalt des Form schlußelementes ist leicht herzustellen, indem Mündungs öffnungen des Hohlraums mittels ebener Abdeckungen nach dem Einbringen von formbarem und aushärtbarem Material, aus dem das Formteil gebildet wird, verschlossen werden. Durch das Fehlen überstehender Nietköpfe bietet eine solche Fügeverbindung eine Platz- und Gewichtsersparnis sowie eine hohe gasdynamische Oberflächengüte.

Günstig ist es, wenn das Formschlußelement aus einem hochtem peraturbeständigen keramischem Material besteht. Während die maximale Anwendungstemperatur der für konventionelle Nietver fahren einsetzbaren Werkstoffe ungefähr 1000°C beträgt, können aus geeigneten Hochtemperatur-Keramikklebern oder -Keramikvergußmassen gebildete Formschlußelemente bei Temperaturen weit über 2000°C eingesetzt werden. Als beson ders geeignet haben sich Keramikkleber auf der Basis von ZrO₂ sowie Aluminiumoxidkeramik-Vergußmassen, die zusätzlich eine sehr hohe mechanische Festigkeit aufweisen, erwiesen.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Formschlußelement aus einem chemisch resistenten keramischen Material besteht. Besonders auf Zirkonoxid basierende Gußmassen zeichnen sich durch gute chemische Beständigkeit aus.

Besonders günstig ist es, wenn das Formschlußelement eine größere Wärmedehnung aufweist als das erste Fügeteil und das zweite Fügeteil. Es ergeben sich dann nämlich bei Temperatur erhöhung Druckspannungen im Formschlußelement, die beispiels weise bei keramischen Werkstoffen eine Tragfähigkeitserhöhung erzeugen.

Von Vorteil ist es, wenn das Formschlußelement den Hohlraum vollständig ausfüllt. Eine solche Fügeverbindung trennt die einander abgewandten Oberflächen der Fügeteile gas- und flüs sigkeitsdicht voneinander, auch wenn beide Fügeteile durch brochen sein sollten.

Wird andererseits aus funktionellen Gründen eine durchgehende Verbindung zwischen einander abgewandten Oberflächen der Fügeteile gewünscht, so ist es günstig, wenn das Form schlußelement eine das Formschlußelement quer zu den Anlage flächen durchsetzende Öffnung aufweist.

Am schnellsten und einfachsten zu realisieren sind solche Ausführungsformen der Fügeverbindung, bei denen das Form schlußelement ausschließlich das Formteil umfaßt. Es müssen dann keine weiteren Teile in den Hohlraum eingeführt werden.

Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Fügeverbindung ist es aber vorteilhaft, wenn die Fügeverbindung zusätzlich ein in dem Hohlraum angeordnetes vorgefertigtes, festes Struktur teil, wie beispielsweise einen Bolzen, eine Hülse oder ähn liches, umfaßt. In diesem Fall kann das Formteil den Tole ranzausgleich zwischen dem Strukturteil und den Begren zungswänden des Hohlraums übernehmen, so daß keine punkt förmigen Spannungsspitzen auftreten und auch Strukturteile aus spröden Werkstoffen, wie beispielsweise keramischen Hochtemperaturwerkstoffen, verwendet werden können.

Günstig ist es, wenn das Strukturteil mindestens eine Hin terschneidung aufweist, die zusammen mit dem Formteil einen Formschluß bildet, der das Strukturteil in dem Hohlraum fixiert. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, das Strukturteil gegen ein Herausfallen aus dem Hohlraum zu si chern.

Eine andere, vorteilhafte Möglichkeit der Sicherung des Strukturteils besteht darin, daß das Strukturteil mindestens eine Hinterschneidung aufweist und daß das Formschlußelement mindestens ein Sicherungselement umfaßt, das an der Hinterschneidung anliegt und zusammen mit dem Strukturteil, dem ersten Fügeteil und dem zweiten Fügeteil einen Formschluß bildet, der das Strukturelement in dem Hohlraum fixiert. Dabei ist das zusätzliche Sicherungselement, ebenso wie das Strukturteil, ein vorgeformtes, festes Bauteil, das aus denselben Werkstoffen wie das Strukturteil hergestellt sein kann.

Die einfachste Lösung zur Fixierung des Sicherungselementes besteht darin, daß das Sicherungselement durch Kraftschluß in seiner Lage relativ zu dem Strukturteil fixiert ist.

Darüber hinaus kann eine Vorspannung der Fügeteile erreicht werden, wenn das Sicherungselement vorteilhafterweise auf grund seines Materials und/oder seiner Formgebung elastische Eigenschaften aufweist und in der Fügeverbindung in einem elastisch deformierten Zustand vorliegt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Füge verbindung weist das Strukturteil mindestens eine Hinter schneidung auf und umfaßt das Formschlußelement mindestens ein Sicherungselement, das mindestens eine Hinterschneidung aufweist, die der Hinterschneidung des Strukturteils gegen übersteht, füllt das Formteil einen Zwischenraum zwischen der Hinterschneidung des Strukturteils und der Hinter schneidung des Sicherungselementes aus und bildet das Si cherungselement zusammen mit dem Formteil, dem Strukturteil, dem ersten Fügeteil und dem zweiten Fügeteil einen Formschluß, der das Strukturteil in dem Hohlraum fixiert.

Günstig ist es, wenn das Formteil eine Umhüllung aufweist, die die Festigkeit des Formteils erhöht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar stellung mehrerer Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht durch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung bei beidseitiger Zugänglich keit des Hohlraums und eine Fügeverbindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erste Ausführungsform einer Vorrichtung längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die erste Ausführungsform einer Vorrichtung längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht der ersten Ausfüh rungsform der Vorrichtung und einer Ausfüh rungsform der Fügeverbindung mit einem in den Hohlraum eingebrachten Strukturteil;

Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht einer Fügeverbin dung mit einem Strukturteil, das mittels eines Si cherungselementes mit trapezförmigem Querschnitt in dem Hohlraum fixiert ist;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Fügeverbindung aus Fig. 5 längs der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht einer Fügeverbin dung mit einem Strukturteil, das mittels eines Sicherungselementes mit rechteckigem Querschnitt in dem Hohlraum fixiert ist;

Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht einer Fügeverbin dung, die mittels eines ringförmigen Sicherungs elementes in dem Hohlraum fixiert ist;

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Fügeverbindung aus Fig. 8 längs der Linie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 eine geschnittene Seitenansicht einer zweiten Aus führungsform der Vorrichtung zum Herstellen einer Fügeverbindung bei einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums beim Einbringen eines Gewebesackes in den Hohlraum;

Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht der zweiten Aus führungsform der Vorrichtung beim Fixieren des Randes der Öffnung des Gewebesackes;

Fig. 12 eine geschnittene Seitenansicht der zweiten Aus führungsform der Vorrichtung beim Befüllen des Sackes mit einer formbaren und aushärtbaren Masse;

Fig. 13 eine geschnittene Seitenansicht der zweiten Aus führungsform der Vorrichtung beim Pressen der formbaren und aushärtbaren Masse;

Fig. 14 eine geschnittene Seitenansicht der zweiten Aus führungsform der Vorrichtung beim Abtrennen des die Sacköffnung umgebenden Sackrandes;

Fig. 15 eine geschnittene Seitenansicht der zweiten Aus führungsform der Vorrichtung beim Einbringen eines Strukturteils in den Hohlraum;

Fig. 16 eine geschnittene Seitenansicht einer dritten Aus führungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung bei ein- oder beidseitiger Zu gänglichkeit des Hohlraums beim Einbringen eines Strukturteils in den Hohlraum;

Fig. 17 eine geschnittene Seitenansicht einer vierten Aus führungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung bei einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums mit einem ein Durchgangsloch auf weisenden Formschlußelement beim Einbringen einer formbaren und aushärtbaren Masse in den Hohlraum;

Fig. 18 eine geschnittene Seitenansicht der vierten Aus führungsform der Vorrichtung beim Formen der formbaren und aushärtbaren Masse zu dem Form schlußelement;

Fig. 19 eine geschnittene Seitenansicht einer fünften Aus führungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung bei einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums mit einem ein Durchgangsloch auf weisenden Formschlußelement beim Einbringen einer formbaren und aushärtbaren Masse in den Hohlraum;

Fig. 20 eine geschnittene Seitenansicht der fünften Aus führungsform der Vorrichtung beim Formen der formbaren und aushärtbaren Masse zu dem Form schlußelement.

Identische oder funktional äquivalente Elemente sind in al len Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungsform einer Vorrichtung ist insbesondere zur Herstellung von Fü geverbindungen bei beidseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums geeignet. Die als Ganzes mit 22 bezeichnete Vorrichtung umfaßt eine Fixiereinrichtung 24 zum Fixieren der Vor richtung 22 auf einer Oberfläche. Diese Fixiereinrichtung 24 weist ein Halterohr 26 aus einem elastischen Material, bei spielsweise aus Gummi, auf, dessen Achse vertikal gerichtet ist. An einem oberen Ende des Halterohres 26 ist ein Ansaug balg 28 aus einem elastischen Material angeformt, der sich von dem Halterohr 26 aus radial nach außen erstreckt, so daß der Ansaugbalg 28 zusammen mit dem Halterohr 26 im wesent lichen die Form eines senkrecht zur seiner Symmetrieachse halbierten Torus aufweist. An einem dem Halterohr 26 abge wandten Rand des Ansaugbalgs 28 ist ein ringförmiger Aufla gewulst 30 angeformt. Der Auflagewulst 30 weist eine keil förmige Ringnut 32 auf, die eine Unterseite desselben in zwei ringförmige Dichtlippen 34 unterteilt. Die Dichtlippen 34 verlaufen in derselben Ebene wie ein unterer Rand des Halterohres 26, der als Dichtungswulst 36 ausgebildet ist.

In dem Halterohr 26 ist ein zu diesem konzentrisches Außen rohr 38 angeordnet und kraftschlüssig mit dem Halterohr 26 verbunden. Das Außenrohr 38 weist einen Boden 40 mit einem den Boden 40 vertikal durchsetzenden, mittigen Bodenloch 42 auf.

In dem Außenrohr 38 ist mit geringem Spiel ein zu diesem konzentrisches Innenrohr 44 angeordnet, das auf dem Boden 40 aufliegt und dessen Innendurchmesser mit dem Durchmesser des Bodenloches 42 übereinstimmt.

Das Innenrohr 44 ist in dem Außenrohr 38 zwischen einer lin ken und einer rechten Anschlagstellung eines Anschlagbolzens 46 drehbar, der in ein in der Wand des Innenrohres 44 angeordnetes radiales Gewindesackloch 48 eingedreht ist und von einem die Wand des Außenrohres 38 durchsetzenden, hori zontal verlaufenden Langloch 50 geführt wird. Die linke und die rechte Anschlagstellung des Anschlagbolzens 46 weisen einen Winkelabstand von ungefähr 50° auf.

Die Wand des Innenrohres 44 weist vier axiale Kanäle auf, nämlich einen Eingußkanal 52, einen Entlüftungskanal 54, einen ersten Spülkanal 56 und einen zweiten Spülkanal 58. Die Kanäle 52, 54, 56 und 58 sind in jeweils gleichem radia lem Abstand von der Achse des Innenrohres 44 angeordnet. Der Eingußkanal 52 und der Entlüftungskanal 54 liegen einander gegenüber. Ebenso liegt der erste Spülkanal 56 dem zweiten Spülkanal 58 gegenüber. Die Lage des Eingußkanals 52 weist gegenüber der Lage des ersten Spülkanals 56 einen Winkelabstand von ungefähr 110°, von oben gesehen im Uhrzei gersinn, bezüglich der Achse des Innenrohrs 44 auf.

Wenn sich der Anschlagbolzen 46 in seiner linken Anschlag stellung befindet, wie in Fig. 3 dargestellt, so fluchtet der Eingußkanal 52 mit einem den Boden 40 des Außenrohres 38 vertikal durchsetzenden Eingußloch 60, und der Entlüf tungskanal 54 fluchtet mit einem den Boden 40 vertikal durchsetzenden Entlüftungsloch 62. Der erste Spülkanal 56 mündet in eine an einer Oberseite des Bodens 40 angeordnete erste bogenförmige Verbindungsnut 64, der zweite Spülkanal 58 mündet in eine entsprechende zweite bogenförmige Ver bindungsnut 66. Die Verbindungsnuten 64 und 66 weisen je weils einen halbkreisförmigen Querschnitt auf und erstrecken sich, wie in Fig. 2 dargestellt, zwischen dem Eingußloch 60 und dem Entlüftungsloch 62 jeweils über einen Sektor von ungefähr 130°.

Befindet sich dagegen der Anschlagbolzen 46 in seiner rech ten Anschlagstellung, so münden der Eingußkanal 52 und der erste Spülkanal 56 beide in die erste Verbindungsnut 64. Da durch entsteht eine durchströmbare Verbindung zwischen dem Eingußkanal 52 und dem ersten Spülkanal 56. Entsprechend münden der Entlüftungskanal 54 und der zweite Spülkanal 58 in die zweite Verbindungsnut 66, wodurch eine durchströmbare Verbindung zwischen dem Entlüftungskanal 54 und dem zweiten Spülkanal 58 entsteht.

In dem Innenrohr 44 ist ein zu diesem konzentrischer, zylin drischer Stempel 68 mit geringem Spiel verschieblich ange ordnet. Der zylindrische Stempel 68 weist in einem oberen Teil eine mittige erste Bohrung 70 und in einem unteren Teil eine mittige zweite Bohrung 72 auf. Die erste Bohrung 70 weist einen geringeren Durchmesser als die zweite Bohrung 72 auf und mündet in die zweite Bohrung 72 ein. Ein anderes Ende der ersten Bohrung 70 mündet auf einer oberen Stirnflä che des zylindrischen Stempels 68.

Die zweite Bohrung 72 mündet auf einer unteren Stirnfläche des zylindrischen Stempels 68 und ist in einem unteren Teil mit einem Gewinde versehen, in das eine Verschlußschraube 74 eingedreht ist, deren zylindrischer Kopf denselben Durchmesser wie der zylindrische Stempel 68 aufweist.

In der von der Verschlußschraube 74 verschlossenen zweiten Bohrung 72 ist eine Heizpatrone 76 angeordnet, die über durch die erste Bohrung 70 geführte Versorgungsleitungen 78 und 80 an eine (nicht dargestellte) externe Stromversorgung angeschlossen ist.

Außerdem umfaßt die Vorrichtung 22 noch einen Gegenhalter 82, der eine flache, zylindrische Andruckscheibe 84 auf weist, die von einem zu dieser konzentrischen, ebenfalls zy lindrischen Handgriff 86 getragen wird.

Ein plattenförmiges erstes Fügeteil 88 weist eine als Anla gefläche 90 bezeichnete untere Oberfläche und eine als Oberseite 92 bezeichnete obere Oberfläche auf. Das erste Fü geteil 88 wird von einem Durchbruch 94 durchsetzt, der einen unteren zylindrischen Abschnitt 96 und einen zu diesem kon zentrischen oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 98 umfaßt, wobei die gemeinsame Achse beider Abschnitte 96 und 98 auf den Oberflächen 90 und 92 senkrecht steht, der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 96 mit dem kleinsten Durchmes ser des kegelstumpfförmigen Abschnittes 98 übereinstimmt und der kegelstumpfförmige Abschnitt 98 sich zur Oberseite 92 hin weitet.

Ein plattenförmiges zweites Fügeteil 100 weist eine als An lagefläche 102 bezeichnete obere Oberfläche und eine als Unterseite 104 bezeichnete untere Oberfläche auf. Das zweite Fügeteil 100 weist einen Durchbruch 106 auf, der einen obe ren zylindrischen Abschnitt 108 und einen zu diesem konzen trischen, unteren kegelstumpfförmigen Abschnitt 110 umfaßt, wobei die gemeinsame Achse der beiden Abschnitte 108 und 110 auf den Oberflächen 102 und 104 senkrecht steht, der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 108 mit dem kleinsten Durchmesser des kegelstumpfförmigen Abschnittes 110 übereinstimmt und der kegelstumpfförmige Abschnitt 110 sich zu der Unterseite 104 hin weitet.

Zum Herstellen einer Fügeverbindung werden das erste Füge teil 88 und das zweite Fügeteil 100 in eine Fügestellung zu einander gebracht, in der die Anlagefläche 90 des ersten Fügeteils 88 und die Anlagefläche 102 des zweiten Fügeteils 100 aneinander anliegen und die zylindrischen Abschnitte 96, 108 der Durchbrüche 94, 106 miteinander fluchten, so daß die Durchbrüche 94 und 106 zusammen einen Hohlraum 112 bilden, wie in Fig. 1 dargestellt.

Die Vorrichtung 22 wird so auf dem ersten Fügeteil 88 ange ordnet, daß der Dichtungswulst 36 und die Dichtlippen 34 an der Oberseite 92 anliegen und der Boden 40 des Außenrohrs 38 eine obere Mündungsöffnung 114 des Hohlraums 112 überdeckt.

Das Halterohr 26, der Ansaugbalg 28 mit dem Auflagewulst 30 und die Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 umschließen eine luftdicht geschlossene Saugkammer 118, die über einen (nicht dargestellten) Anschluß an eine Vakuumpumpe evakuiert wird. Aufgrund des in der Saugkammer 118 entstehenden Unterdruckes werden der Ansaugbalg 28, das Halterohr 26 und das kraftschlüssig mit dem Halterohr 26 verbundene Außenrohr 38 an das erste Fügeteil 88 angepreßt, wodurch die Vorrichtung 22 in ihrer Lage relativ zu dem Hohlraum 112 fi xiert wird.

Der zylindrische Stempel 68 wird so weit in das Innenrohr 44 eingeschoben, daß eine Unterseite der Verschlußschraube 74 mit einer Unterseite des Bodens 40 bündig ist. Dadurch ent steht eine ebene Abdeckung, die die obere Mündungsöffnung 114 des Hohlraums 112 bis auf das Eingußloch 60 und das Ent lüftungsloch 62 verschließt.

Eine untere Mündungsöffnung 116 des Hohlraums 112 wird mit Hilfe des Gegenhalters 82 verschlossen, in dem die Andruck scheibe 84 mittels Druckes auf den Handgriff 86 gegen die Unterseite 104 des zweiten Fügeteils 100 gepreßt wird.

Nun wird der Anschlagbolzen 46 in seine linke Anschlagstel lung gebracht, in der der Eingußkanal 52 mit dem Eingußloch 60 und der Entlüftungskanal 54 mit dem Entlüftungsloch 62 fluchten.

Eine formbare und aushärtbare Masse wird durch den Einguß kanal 52 und das Eingußloch 60 in den Hohlraum 112 einge gossen oder eingespritzt, wobei die aus dem Hohlraum 112 verdrängte Luft durch das Entlüftungsloch 62 und den Ent lüftungskanal 54 entweicht. Der Einfüllvorgang wird fort gesetzt, bis aus dem Entlüftungskanal 54 formbare und aus härtbare Masse austritt. Dadurch wird eine vollständige Füllung des Hohlraums 112 mit der formbaren und aushärtbaren Masse gewährleistet.

Als formbare und aushärtbare Masse können alle Materialien verwendet werden, die aus einem viskosen oder pastösen Zu stand in einen festen Zustand überführt werden können. Bei spiele dafür sind keramische Schlicker oder Kleber, schmelz bare Metalle oder Nichtmetalle, aushärtbare Kunststoffe oder Gemische aus verschiedenen dieser Materialien.

Für die Herstellung von Fügeverbindungen, die im Hochtempe raturbereich (oberhalb von ungefähr 1000°C) beständig sind, sind vor allem keramische Werkstoffe geeignet.

Besonders bewährt haben sich einkomponentige Keramikkleber auf der Basis von ZrO₂, die bis zu Temperaturen von 2400°C einsetzbar sind, sowie Aluminiumoxidkeramik-Vergußmassen, die eine sehr hohe mechanische Festigkeit aufweisen.

Für die Herstellung von Fügeverbindungen, die unter chemisch aggressiven Umgebungsbedingungen beständig sind, sind che misch resistente Werkstoffe wie Glas oder Keramik geeignet.

Besonders bewährt haben sich auf Zirkonoxid basierende Guß massen, die eine gute chemische Beständigkeit aufweisen.

Die mechanischen Eigenschaften der Fügeverbindung können be einflußt werden, indem Zusatzstoffe wie beispielsweise Langfasern, Kurzfasern, Kugeln, Partikel oder ähnliches mit der formbaren und aushärtbaren Masse vermischt werden.

Nach dem Ende des Einfüllvorgangs wird der Anschlagbolzen 46 in seine rechte Anschlagstellung gebracht. Die im Eingußka nal 52 verbliebene formbare und aushärtbare Masse wird durch Ausspülen mit einem Spülmedium, das unter Druck durch den ersten Spülkanal 56, die Verbindungsnut 64 und den Einguß kanal 52 strömt, entfernt. Ebenso wird die im Entlüftungs kanal 54 verbliebene formbare und aushärtbare Masse durch Aus spülen mit einem Spülmedium, das unter Druck durch den zweiten Spülkanal 58, die Verbindungsnut 66 und den Entlüf tungskanal 54 strömt, entfernt. Als Spülmedium kann bei spielsweise Luft oder Wasser verwendet werden.

Die in den Hohlraum 112 eingebrachte formbare und aushärt bare Masse härtet aus und bildet ein festes Formteil 120.

Je nach Art der verwendeten formbaren und aushärtbaren Masse kann der Vorgang der Aushärtung durch Veränderung der Umge bungsbedingungen (Temperaturerhöhung oder -erniedrigung, Begasung) beschleunigt werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, während des Aushärtens den Stromkreis durch die Heizpatrone 76 zu schließen, so daß Wärmeenergie von der Heizpatrone 76 über die Verschluß schraube 74 an die im Hohlraum 112 enthaltene Masse abgege ben wird. Zu diesem Zweck besteht die Verschlußschraube 74 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit.

Das im Hohlraum 112 gebildete Formteil 120 liegt flächenhaft an den Begrenzungswänden der Durchbrüche 94 und 106 an. Das Formteil 120 stellt ein Formschlußelement 122 dar, das zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß bildet, der das erste Fügeteil 88 und das zweite Fügeteil 100 in Belastungsrichtungen, die paral lel zu den Anlageflächen 90, 102 ausgerichtet sind, relativ zueinander fixiert.

Darüber hinaus weist das Formschlußelement 122 einen oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 124 und einen unteren kegel stumpfförmigen Abschnitt 126 auf, deren Mantelflächen Hin terschneidungen 128 bzw. 130 darstellen, die zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß bilden, der das Formschlußelement 122 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Somit sind die Fügeteile 88 und 100 gegen eine Scherung und das Formschlußelement 122 gegen ein Herausfallen aus dem Hohlraum 112 gesichert.

Nach dem Aushärten des Formteils 120 wird die Saugkammer 118 belüftet, worauf die Vorrichtung 22 von der Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 abgenommen werden kann. Auch der Gegen halter 82 wird von der Unterseite 104 des zweiten Fügeteils 100 abgenommen.

Alle genannten Verfahrensschritte sind manuell oder automa tisiert durchführbar.

Soll die so hergestellte Fügeverbindung hohen Temperaturen ausgesetzt werden, so wird zweckmäßigerweise eine formbare und aushärtbare Masse gewählt, die dem Formschlußelement 122 eine Wärmedehnung verleiht, die größer ist als die Wärmedeh nung der Fügeteile 70 und 82. Dadurch ergeben sich bei Tem peraturerhöhung Druckspannungen im Material des Form schlußelementes 122, die eine Erhöhung der Tragfähigkeit erzeugen.

Eine weitere Tragfähigkeitserhöhung kann dadurch erzielt werden, daß Strukturteile wie Bolzen, Hülsen oder ähnliches neben der formbaren und aushärtbaren Masse in den Hohlraum 112 eingebracht werden. Das Formschlußelement 122 umfaßt in diesem Falle sowohl das Formteil 120 als auch das Strukturteil.

In Fig. 4 ist ein solches Strukturteil 132 in Form eines zy lindrischen Bolzens dargestellt, der durch das Innenrohr 44 mit Hilfe des zylindrischen Stempels 68 in den Hohlraum 112 eingedrückt wurde.

Das Strukturteil 132 kann in bereits in den Hohlraum 112 eingefüllte, noch nicht ausgehärtete formbare und aushärt bare Masse eingedrückt werden.

Es ist aber auch möglich, zuerst das Strukturteil 132 in den Hohlraum 112 einzubringen und dann das verbleibende Volumen des Hohlraums 112 mit formbarer und aushärtbarer Masse aus zufüllen. In dem letzteren Falle kann die benötigte Menge formbarer und aushärtbarer Masse einfacher bestimmt werden.

Das Strukturteil 132 weist zwei ringförmige, längs des Um fangs des Strukturteils 132 verlaufende Nuten 134 und 136 mit jeweils halbkreisförmigen Querschnitt auf. In diese ringförmige Nuten 134 und 136 greift jeweils ein ringförmi ger Vorsprung des Formteils 120 ein, so daß die ringförmigen Nuten 134 und 136 Hinterschneidungen bilden, die nach dem Aushärten des Formteils 120 zusammen mit dem Formteil 120 einen Formschluß bilden, der das Strukturteil 132 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Weitere Ausführungsformen der Fügeverbindung unter Verwen dung von Strukturteilen 132 bei beidseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 zeigen die Fig. 5 bis 9. Diese Ausfüh rungsformen der Fügeverbindung können ohne Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden.

Die Fig. 5 und 6 stellen eine Fügeverbindung zwischen einem ersten Fügeteil 88 mit einem zylindrischen Durchbruch 94 und einem zweiten Fügeteil 100 mit einem zylindrischen Durchbruch 106 dar. Die Fügeteile 88 und 100 befinden sich in einer Fügestellung, in der die Anlagefläche 90 des ersten Fügeteils 88 und die Anlagefläche 102 des zweiten Fügeteils 100 aneinander anliegen und die Durchbrüche 94 und 106 miteinander fluchten.

In den von den Durchbrüchen 94 und 106 gebildeten Hohlraum 112 ist ein Strukturteil 132 eingesetzt. Das Strukturteil 132 weist die Form eines Bolzens mit einem zylindrischen Bolzenkopf 138, dessen Durchmesser den Querschnitt des Durchbruches 94 übertrifft, einem zylindrischen Bolzenschaft 140 und einer längs des Umfangs des Bolzenschaftes 140 verlaufenden ringförmigen Nut 136 mit keilförmigem Quer schnitt auf. Der Bolzenkopf 138 kann auch als Halbrundkopf oder als Senkkopf ausgeführt sein.

Das Strukturteil 132 liegt mit einem über die obere Mün dungsöffnung 114 des Hohlraums 112 überstehenden Rand des Bolzenkopfes 138 auf der Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 auf. In dieser Lage befindet sich eine Oberkante der Nut 136 geringfügig oberhalb der Unterseite 104 des zweiten Fü geteils 100.

In die Nut 136 ist eine U-förmige Sicherungsscheibe 142 mit trapezförmigem Querschnitt eingeschoben, wie in Fig. 6 dar gestellt. Die Sicherungsscheibe 142 liegt längs eines Sek tors von 180° an der ringförmigen Nut 136 und mit einer Oberseite an der Unterseite 104 des zweiten Fügeteils 100 an.

Der Durchmesser des zylindrischen Bolzenschaftes 140 ist kleiner als der des Hohlraums 112, so daß zwischen dem Bol zenschaft 140 und den Begrenzungswänden der Durchbrüche 94 und 106 ein rohrförmiger Zwischenraum verbleibt, den ein aus einer formbaren und aushärtbaren Masse durch Aushärten entstandenes Formteil 120 vollständig ausfüllt. Durch das Formteil 120 ist somit ein Ausgleich der Passungstoleranz zwischen Bolzenschaft 140, Bolzenkopf 138 und den Fügeteilen 88, 100 gegeben.

An seinem unteren Ende trägt das rohrförmige Formteil 120 einen radial nach innen abstehenden ringförmigen Absatz 144, der in die ringförmige Nut 136 eingreift.

Das Formschlußelement 122 umfaßt in diesem Falle das Form teil 120, das Strukturteil 132 und die Sicherungsscheibe 142 und bildet zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zwei ten Fügeteil 100 einen Formschluß, der das erste Fügeteil 88 und das zweite Fügeteil 100 in Belastungsrichtungen parallel zu den Anlageflächen 90 und 102 relativ zueinander fixiert. Außerdem fixiert das Formteil 120 die Sicherungsscheibe 142 durch Kraftschluß in der ringförmigen Nut 136.

Das Strukturteil 132 bildet zusammen mit der Sicherungs scheibe 142, dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß, der das Strukturteil 132 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Die in Fig. 7 dargestellte weitere Ausführungsform der Füge verbindung unterscheidet sich von der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß die ringförmige Nut 136 und die Sicherungsscheibe 142 einen rechteckigen statt eines keilförmigen bzw. eines trapezförmigen Quer schnittes aufweisen.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten weiteren Ausfüh rungsform der Fügeverbindung weist die ringförmige Nut 136 einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Ein geschlossener Sicherungsring 146 mit rechteckigem Querschnitt ist den Bolzenschaft 140 konzentrisch umgebend angeordnet und liegt mit einer Oberseite an der Unterseite 104 des zweiten Füge teils 100 an. Eine Ringöffnung des Sicherungsringes 146 fluchtet mit dem Durchbruch 106. Die Innenseite des Siche rungsrings 146 weist eine ringförmige Nut 148 mit halbkreis förmigem Querschnitt auf, die der ringförmigen Nut 136 des Strukturteils 132 gegenübersteht.

Ein aus einer formbaren und aushärtbaren Masse durch Aus härten gebildetes Formteil 120 füllt den Zwischenraum -zwi schen dem Strukturteil 132 einerseits und dem ersten Füge teil 88, dem zweiten Fügeteil 100 und dem Sicherungsring 146 andererseits vollständig aus.

Das Formschlußelement 122 umfaßt in diesem Fall das Formteil 120, das Strukturteil 132 und den Sicherungsring 146 und bildet zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß, der die beiden Fügeteile 88 und 100 in Belastungsrichtungen parallel zu den Anlage flächen 90 und 102 relativ zueinander fixiert. Außerdem bil det das Formteil 120 zusammen mit dem Strukturteil 132, dem ersten Fügeteil 88, dem zweiten Fügeteil 100 und dem Siche rungsring 146 einen Formschluß, der das Strukturteil 132 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Vor richtung und des Verfahrens dienen der Herstellung einer Fügeverbindung bei nur einseitiger Zugänglichkeit des Hohl raums 112.

Die in Fig. 10 dargestellte und als Ganzes mit 22 bezeich nete zweite Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt eine Fi xiereinrichtung 24 und ein Außenrohr 38, wie bereits im Zu sammenhang mit der ersten Ausführungsform der Vorrichtung beschrieben.

Das Außenrohr 38 weist einen Boden 40 mit einem mittigen Bo denloch 42 auf, der an einer Oberseite eine ringförmige er ste Klemmbacke 150 mit halbkreisförmigem Querschnitt trägt.

In dem Außenrohr 38 ist mit geringem Spiel ein zu diesem konzentrischer, rohrförmiger Fixierstempel 152 verschieblich angeordnet, der einen unteren dickwandigen Abschnitt 154 und einen oberen dünnwandigen Abschnitt 156 aufweist. Beide Ab schnitte 154, 156 des Fixierstempels 152 weisen denselben Innendurchmesser auf, der dem Durchmesser des Bodenlochs 42 entspricht.

Eine Unterseite des unteren, dickwandigen Abschnittes 154 trägt eine ringförmige zweite Klemmbacke 158 mit rechtecki gem Querschnitt, die aus einem elastischen Material besteht. Die zweite Klemmbacke 158 weist an einer Unterseite eine ringförmige Klemmnut 160 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt auf, dessen Radius mit dem Radius des halb kreisförmigen Querschnitts der ersten Klemmbacke 150 über einstimmt. Die Klemmnut 160 weist denselben radialen Abstand von der Achse des Außenrohrs 38 auf wie die erste Klemmbacke 150. Der Fixierstempel 152 kann daher in eine untere An schlagstellung gebracht werden, in der die Klemmnut 160 an der ersten Klemmbacke 150 anliegt.

In einer oberen Anschlagstellung liegt eine Stufe 162 an ei ner Außenseite des Fixierstempels 152, an der der dickwan dige Abschnitt 154 des Fixierstempels 152 in den dünnwan digen Abschnitt 156 übergeht, an einer Unterseite eines In nenrandes einer Überwurfmutter 164 an, die auf ein Außenge winde an einem oberen Ende des Außenrohres 38 aufgeschraubt ist. Durch weiteres Auf- oder Herausdrehen der Überwurfmut ter 162 auf bzw. aus dem Außengewinde des Außenrohres 38 kann die Höhe einer oberen Anschlagstellung des Fixierstem pels 152 variiert werden.

In dem rohrförmigen Fixierstempel 152 wird ein zu diesem konzentrischer zylindrischer Führungsabschnitt 166 eines Durchführdorns 168 mit geringem Spiel geführt. Der Füh rungsabschnitt 166 trägt an einer Unterseite einen kegel stumpfförmigen Anschlagabschnitt 170, der wiederum einen zylindrischen Durchführabschnitt 172 trägt.

Die Fig. 10 bis 14 stellen die zweite Ausführungsform der Vorrichtung bei verschiedenen Verfahrensschritten einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Füge verbindung bei einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 dar.

Das erste Fügeteil 88 und das zweite Fügeteil 100 sowie de ren Fügestellung sind mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 be schriebenen Fügeteilen 88 und 100 bzw. mit der dort be schriebenen Fügestellung identisch.

Die Vorrichtung 22 wird so auf der Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 positioniert, daß das Bodenloch 42 mit dem ke gelstumpfförmigen Abschnitt 98 des Durchbruches 94 fluchtet. Die Fixierung der Vorrichtung 22 auf dem ersten Fügeteil 88 erfolgt durch Evakuieren der Saugkammer 118, wie vorstehend beschrieben.

Die Überwurfmutter 164 ist ungefähr zur Hälfte auf das Außengewinde des Außenrohrs 38 aufgedreht. Der Fixierstempel 152 befindet sich in seiner oberen Anschlagstellung.

Nun wird der Durchführdorn 168 nach oben aus dem Fixier stempel 152 herausgezogen und ein Gewebesack 174 mit einer Sacköffnung 176 über den Durchführabschnitt 172, den An schlagabschnitt 170 und einen an den Anschlagabschnitt 170 angrenzenden Teil des Führungsabschnittes 166 des Durch führdorns 168 gestülpt, so daß ein Rand 178 der Sacköffnung 176 den Führungsabschnitt 166 umgibt. Die Weite des Gewebe sackes 174 ist so gewählt, daß er eng an der Oberfläche des Durchführdorns 168 anliegt.

Der mit dem Gewebesack 174 überzogene Durchführdorn 168 wird mit dem Durchführabschnitt 172 voran von oben in den rohr förmigen Fixierstempel 152 eingesteckt und nach unten ge drückt, bis der mit dem Gewebesack 174 überzogene An schlagabschnitt 170 an der Begrenzungswand des kegel stumpfförmigen Abschnitts 98 des ersten Durchbruches 94 an liegt. Der Rand 178 der Sacköffnung 176 befindet sich dann in einem Zwischenraum zwischen der Klemmnut 160 und der er sten Klemmbacke 150.

In Fig. 11 ist dargestellt, wie der Rand 178 der Sacköffnung 176 fixiert wird. Dazu wird der Fixierstempel 152 in seine untere Anschlagstellung gebracht, wodurch der Rand 178 der Sacköffnung 176 zwischen der Klemmnut 160 und der ersten Klemmbacke 150 eingeklemmt wird. Darauf wird die Überwurfmutter 164 so weit auf das Außengewinde des Außen rohrs 38 aufgedreht, bis eine Unterseite ihres Innenrandes wieder an der Stufe 162 des Fixierstempels 152 anliegt. Da durch wird der Fixierstempel 152 in seiner Stellung fixiert.

Darauf wird der Durchführdorn 168 wieder nach oben aus dem Fixierstempel 152 herausgezogen, wobei der Gewebesack 174 in seiner Lage in dem Hohlraum 112 verbleibt.

In Fig. 12 ist dargestellt, daß der Gewebesack 174 von oben durch den Fixierstempel 152 mit einer formbaren und aushärt baren Masse gefüllt wird. Dabei behält der unterhalb des er sten Fügeteils 88 befindliche Abschnitt des Sackes 174 zunächst eine im wesentlichen zylindrische Form bei.

Zur Durchführung des nächsten, in Fig. 13 dargestellten Ver fahrensschrittes wird ein zylindrischer Druckstempel 180 benötigt, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der In nendurchmesser des Fixierstempels 152 ist. Der Druckstempel 180 wird von oben in den Fixierstempel 152 eingeführt, bis eine untere Stirnfläche des Druckstempels 180 auf der form baren und aushärtbaren Masse aufsitzt.

Nun wird eine Druckkappe 182 in Form eines mit einem Deckel 184 versehenen zylindrischen Rohres, das ein Innengewinde aufweist, auf ein Außengewinde an einem oberen Ende des Fi xierstempels 152 aufgeschraubt. Sobald die Innenwand des Deckels 184 an einer oberen Stirnfläche des Druckstempels 180 anliegt, übt die Druckkappe 182 auf den Druckstempel 180 und letzterer wiederum auf die formbare und aushärtbare Masse einen Druck aus, der bei weiterem Aufschrauben der Druckkappe 182 auf das Außengewinde des Fixierstempels 152 zu einer Verdichtung und Pressung der formbaren und aushärt baren Masse in dem Gewebesack 174 führt.

Diese Pressung bewirkt, daß sich der Gewebesack 174 an die Begrenzungswände des Hohlraums 112 anschmiegt. Die an den Begrenzungswänden der kegelstumpfförmigen Abschnitte 98, 110 der Durchbrüche 94, 106 anliegenden Bereiche des Gewebe sackes 174 bilden dabei Hinterschneidungen 128, 130, die den Gewebesack 174 im Hohlraum 112 fixieren.

Das Material des Gewebesacks 174 ist so beschaffen, daß die formbare und aushärtbare Masse nicht durch seine Wand hin durchfließen kann. Der Gewebesack 174 ist jedoch luft durchlässig, so daß auf einen Entlüftungskanal in der Vor richtung 22 verzichtet werden kann.

Geeignete Materialien für den Gewebesack 174 sind textile Gewebe, wie zum Beispiel Keramikfasergewebe oder Kohlen stoffasergewebe.

Der Druck auf die formbare und aushärtbare Masse wird so lange aufrechterhalten, bis die formbare und aushärtbare Masse ausgehärtet ist und sich ein festes Formteil 120 ge bildet hat. Dieses Formteil 120 stellt ein Formschlußelement 122 dar, das zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß bildet, der das erste Fügeteil 88 und das zweite Fügeteil 100 in Bela stungsrichtungen parallel zu den Anlageflächen 90 und 102 relativ zueinander fixiert.

Außerdem weist das Formschlußelement 122 Hinterschneidungen auf, die zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß bilden, der das Formschlußele ment 122 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Nach dem Aushärten des Formteils 120 wird die Druckkappe 182 von dem Fixierstempel 152 abgeschraubt und der Druckstempel 180 dem Fixierstempel 152 entnommen.

In Fig. 14 ist dargestellt, wie der über die Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 vorstehende Rand 178 des Gewebe sackes 174 abgetrennt wird. Zum Abtrennen wird ein zylindri sches Schneidrohr 186 verwendet, das denselben Außendurch messer wie der Druckstempel 180 aufweist und dessen Wand sich zu einem Rohrende hin keilförmig verjüngt, so daß an dem betreffenden Rohrende eine scharfe, ringförmige Schneid kante 188 entsteht.

Das Schneidrohr 186 wird mit der Schneidkante 188 voran von oben in den Fixierstempel 152 eingeführt, bis die Schneid kante 188 an dem Rand 178 des Gewebesackes 174 anliegt und diesen bei Anwendung einer Kraft von oben auf das Schnei drohr 186 abtrennt.

Nach Belüften der Saugkammer 118 kann die Vorrichtung 22 von dem ersten Fügeteil 88 abgenommen werden.

Damit ist diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens abgeschlossen.

Das Verdichten und Pressen der formbaren und aushärtbaren Masse kann bei dem beschriebenen Verfahren auch dadurch er folgen, daß mit Hilfe des Druckstempels 180 ein Strukturteil 132 in die in dem Gewebesack 174 angeordnete formbare und aushärtbare Masse eingedrückt wird. In diesem Fall bilden das Formteil 120 und das Strukturteil 132 zusammen das Formschlußelement 122.

Wie in Fig. 15 dargestellt, kann dieses Strukturteil 132 beispielsweise die Form eines Bolzens mit einem kegel stumpfförmigen Bolzenkopf 138 und einem zylindrischen Bol zenschaft 140 aufweisen. Dabei kann der Bolzenschaft 140 mit einer ringförmigen Nut 136 mit halbkreisförmigem Querschnitt versehen sein, die Hinterschneidungen aufweist, welche zusammen mit dem Formteil 120 einen Formschluß bilden, der das Strukturteil 132 in seiner Lage relativ zu dem Formteil 120 fixiert.

Während die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform der Vorrichtung vornehmlich für die Herstellung von Fügeverbin dungen bei beidseitiger Zugänglichkeit und die in Fig. 10 dargestellte zweite Ausführungsform der Vorrichtung vor nehmlich für die Herstellung einer Fügeverbindung bei ein seitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 geeignet sind, ist die in Fig. 16 dargestellte dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung beider Verfahren gleichermaßen geeignet.

Die als Ganzes mit 22 bezeichnete dritte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt eine Fixiereinrichtung 24, die mit der im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Vorrichtung beschriebenen identisch ist.

In dem Halterohr 26 ist ein zu diesem konzentrisches Außen rohr 38 angeordnet und kraftschlüssig mit dem Halterohr 26 verbunden. Das Außenrohr 38 trägt an seinem unteren Ende eine radial nach innen abstehende, ringförmige erste Klemm backe 150 mit einem viertelkreisförmigen Querschnitt.

In dem Außenrohr 38 ist ein zu diesem konzentrischer rohr förmiger Fixierstempel 152 mit geringem Spiel verschieblich angeordnet. Der Fixierstempel 152 weist einen unteren dickwandigen Abschnitt 154 und einen oberen dünnwandigen Ab schnitt 156 auf. Die Innendurchmesser der beiden Abschnitte 154 und 156 stimmen miteinander überein.

Der Fixierstempel 152 ist mit einem Boden 40 versehen, der wie der Boden 40 der ersten Ausführungsform der Vorrichtung ausgebildet ist.

Der dickwandige Abschnitt 154 des Fixierstempels 152 weist an einem unteren, äußeren Rand eine ringförmige Ausnehmung 190 mit rechteckigem Querschnitt auf, in der eine ringför mige zweite Klemmbacke 158 mit rechteckigem Querschnitt an geordnet ist. Die zweite Klemmbacke 158 weist an ihrer Un terseite eine ringförmige Klemmnut 160 mit viertelkreis förmigem Querschnitt auf, deren Oberfläche parallel zu der Oberfläche der ersten Klemmbacke 150 ausgerichtet ist. In einer unteren Anschlagstellung des Fixierstempels 152 liegt daher die Klemmnut 160 an der ersten Klemmbacke 150 an.

In einer oberen Anschlagstellung des Fixierstempels 152 liegt eine Stufe 162 an der Außenseite des Fixierstempels 152, an der der dickwandige Abschnitt 154 in den dünnwandi gen Abschnitt 156 übergeht, an einer Unterseite eines Innen randes einer Überwurfmutter 164 an, die auf ein Außengewinde an einem oberen Ende des Außenrohres 38 aufgeschraubt ist.

In dem Fixierstempel 152 ist ein Innenrohr 44 angeordnet, das mit dem Innenrohr 44 der ersten Ausführungsform iden tisch ist und dessen Eingußkanal 52, Entlüftungskanal 54 und Spülkanäle 56 und 58 in derselben Weise in bezug auf das Eingußloch 60, das Entlüftungsloch 62 und die Verbindungs nuten 64 und 66 angeordnet sind, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Ebenso wie das Innenrohr 44 der ersten Ausführungsform der Vorrichtung in dem Außenrohr 38 ist das Innenrohr 44 der dritten Ausfüh rungsform in dem Fixierstempel 152 drehbar, und zwar zwi schen zwei Anschlagstellungen eines Anschlagbolzens 46, der in ein radiales Gewindesackloch 48 des Innenrohrs 44 eingedreht ist und in einem horizontal verlaufenden Langloch 50 des Fixierstempels 152 geführt wird. Ferner ist auch bei dieser dritten Ausführungsform in dem Innenrohr 44 ein zy lindrischer Stempel 68 verschieblich geführt, der mit dem vorstehend beschriebenen zylindrischen Stempel 68 identisch ist.

Da diese dritte Ausführungsform der Vorrichtung einen Ein gußkanal 52 und einen Entlüftungskanal 54 umfaßt, kann sie in Verbindung mit einem Gegenhalter 82 zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Fügeverbindung bei beidseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 verwendet werden.

Da diese Ausführungsform darüber hinaus auch einen Fixier stempel 152 mit einer Klemmbacke 150 und einer Klemmnut 160 sowie einen als Druckstempel verwendbaren zylindrischen Stempel 68 umfaßt, kann sie darüber hinaus auch zur Durch führung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Her stellung einer Fügeverbindung bei nur einseitiger Zugäng lichkeit des Hohlraums 112 verwendet werden.

Fig. 16 zeigt die dritte Ausführungsform der Vorrichtung beim Eindrücken eines Strukturteils 132 in einen mit form barer und aushärtbarer Masse gefüllten Gewebesack 174, was dem in Fig. 15 unter Verwendung der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung dargestellten Verfahrensschritt entspricht.

Das in Fig. 16 dargestellte Strukturteil 132 weist die Form eines zylindrischen Bolzens mit einem abgerundeten unteren Ende auf. Darüber hinaus weist das Strukturteil 132 zwei ringförmige Nuten 134 und 136 mit jeweils halbkreisförmigem Querschnitt auf.

Eine zur Herstellung von Fügeverbindungen mit einem ein Durchgangsloch aufweisendem Formschlußelement 122 bei nur einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 geeignete vierte Ausführungsform einer Vorrichtung ist in den Fig. 17 und 18 dargestellt.

Die als Ganzes mit 22 bezeichnete vierte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt einen flexiblen Dorn 192, der einen ein seitig geschlossenen elastischen Schlauch 194, beispiels weise aus einem Latexmaterial, einen an einem offenen Ende des Schlauches 194 angeformten kegelstumpfförmigen Kragen 196 und ein an einer dem Schlauch 194 abgewandten Seite des Kragens 196 angeformtes zylindrisches Anschlagstück 198 auf weist.

Der Kragen 196 und das Anschlagstück 198 weisen jeweils mit tige, zueinander und zu dem Schlauch 194 konzentrische Durchgangslöcher auf, deren Durchmesser mit dem Innen durchmesser des Schlauches 194 übereinstimmen und die zusam men mit dem Innenraum des einseitig geschlossenen Schlauches 194 einen Innenraum 200 bilden, der auf einer dem Schlauch 194 abgewandten Stirnseite des zylindrischen Anschlagstückes 198 nach außen mündet.

In diese Mündungsöffnung ist eine Schlauchtülle 202 einge steckt, die mit Hilfe einer auf dem Umfang des Anschlag stückes 198 angeordneten Klemme 204 kraftschlüssig mit dem flexiblen Dorn 192 verbunden ist. An einem (nicht darge stellten) anderen Ende der Schlauchtülle 202 ist ein Schlauch angeordnet, der über ein Ventil mit einem Druckbe hälter verbunden ist.

Die miteinander zu verbindenden Fügeteile 88 und 100 sowie deren Fügestellung sind mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten identisch.

Zur Herstellung der Fügeverbindung werden der Kragen 196 und der elastische Schlauch 194 des flexiblen Dorns 192 auf ei ner Länge, die zumindest der Ausdehnung des Hohlraums 112 senkrecht zu den Anlageflächen 90, 102 entspricht, mit einer formbaren und aushärtbaren Masse belegt.

In diese formbare und aushärtbare Masse kann ein Fasergelege mit eingebracht werden.

Nun wird die Vorrichtung 22 mit dem geschlossenen Ende des elastischen Schlauches 194 voran von oben in den Hohlraum 112 eingeführt, bis eine untere Stirnfläche des zylindri schen Anschlagstückes 198 an der Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 anliegt.

Darauf wird das den Innenraum 200 mit dem Druckbehälter ver bindende Ventil geöffnet, wodurch der flexible Dorn 192 mit einem hohen Innendruck beaufschlagt wird.

Dadurch weitet sich der elastische Schlauch 194 ballonartig auf, so daß die an der Oberfläche des elastischen Schlauches 194 angeordnete formbare und aushärtbare Masse gegen die Be grenzungswände des Hohlraums 112 gedrückt wird, wie in Fig. 18 dargestellt.

Günstig ist es, wenn der elastische Schlauch 194 in seinem ballonartig aufgeweiteten Zustand nach unten über den Hohl raum 112 herausragt und einen größeren Durchmesser aufweist als die untere Mündungsöffnung 116 des Hohlraums 112, weil dadurch ein Herauspressen der formbaren und aushärtbaren Masse aus dem Hohlraum 112 verhindert wird.

Nach dem Aushärten bildet die formbare und aushärtbare Masse ein Formteil 120, welches ein Formschlußelement 122 mit ei nem Durchgangsloch 206 darstellt, das zusammen mit dem er sten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Form schluß bildet, der die beiden Fügeteile 88, 100 in Bela stungsrichtungen parallel zu den Anlageflächen 90 und 102 relativ zueinander fixiert.

Ferner stellen die an den kegelstumpfförmigen Abschnitten 98, 110 der Durchbrüche 94, 106 anliegenden Bereiche des Formschlußelementes 122 Hinterschneidungen dar, die zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fügeteil 100 einen Formschluß bilden, der das Formschlußelement 122 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Nach dem Aushärten wird der Druck im Innenraum 200 des fle xiblen Dorns 192 reduziert, worauf sich die ballonartige Aufweitung des Schlauches 194 zurückbildet und der flexible Dorn 192 durch das im Formschlußelement 122 vorhandene Durchgangsloch 206 nach oben entnommen werden kann.

Eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung, die ebenfalls zur Herstellung von Fügeverbindungen mit einem ein Durch gangsloch 206 aufweisenden Formschlußelement 122 bei nur einseitiger Zugänglichkeit des Hohlraums 112 geeignet ist, ist in den Fig. 19 und 20 dargestellt.

Die als Ganzes mit 22 bezeichnete vierte Ausführungsform der Vorrichtung umfaßt einen Dorn 192, der einen Rundstab 208 aufweist, an dessen einem Ende mehrere krümmbare Lamellen 210 angelenkt sind. Ferner sind die Lamellen 210 auch an einer Stirnfläche einer zylindrischen Laufhülse 212 ange lenkt. Die Laufhülse 212 ist mit geringem Spiel auf dem Rundstab 208 geführt.

Die Lamellen 210 und der Rundstab 208 sind in einem eng an den Lamellen 210 anliegenden, einseitig geschlossenen ela stischen Schlauch 194, der beispielsweise aus einem gummiar tigen Material besteht, angeordnet.

Ein eine Öffnung des elastischen Schlauches 194 umgebende Rand des Schlauches 194 ist mit Hilfe eines Klemmringes 214 auf der den Lamellen 210 zugewandten Stirnfläche der Lauf hülse 212 festgeklemmt. Der Klemmring 214 wiederum wird von mehreren längs seines Umfanges verteilten Sicherungsschrau ben 216 gehalten, die in dem Klemmring angeordnete Durch gangslöcher 218 durchsetzen und in mit Gewinden versehene axiale Sacklöcher 220 der Laufhülse 212 eingedreht sind.

Die Fügeteile 88 und 100 sowie ihre Fügestellung sind mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten identisch.

Zur Herstellung der Fügeverbindung wird der Rundstab 208 re lativ zu der Laufhülse 212 bewegt, bis die Lamellen 210 mi nimal gekrümmt sind.

Darauf wird der elastische Schlauch 194 auf einer Länge, die zumindest der Ausdehnung des Hohlraums 112 senkrecht zu den Anlageflächen 90, 102 entspricht, mit einer formbaren und aushärtbaren Masse belegt.

Dann wird der Dorn 192 mit dem elastischen Schlauch 194 voran von oben in den Hohlraum 112 eingeführt, bis eine dem elastischen Schlauch 194 zugewandte Stirnfläche der Lauf hülse 212 an der Oberseite 92 des ersten Fügeteils 88 an liegt.

Anschließend wird der Rundstab 208 nach oben gezogen, wobei die Laufhülse 212 durch einen Anpressdruck auf dem ersten Fügeteil 88 fixiert wird. Da sich somit ein an dem Rundstab 208 angelenkter Abschnitt jeder Lamelle 210 auf einen an der Laufhülse 212 angelenkten Abschnitt jeder Lamelle 210 zubewegt, krümmen sich die Lamellen 210 zwangsläufig nach außen, wodurch sich der elastische Schlauch 194, wie in Fig. 20 dargestellt, ballonartig aufweitet und die an der Ober fläche des elastischen Schlauches 194 angeordnete formbare und aushärtbare Masse gegen die Begrenzungswände des Hohl raums 112 drückt.

Diese Stellung des Rundstabes 208 wird bis zum Aushärten der formbaren und aushärtbaren Masse beibehalten. Durch das Aus härten entsteht somit ein Formteil 120, welches ein Form schlußelement 122 mit einem Durchgangsloch 206 darstellt, das zusammen mit dem ersten Fügeteil 88 und dem zweiten Fü geteil 100 einen Formschluß bildet, der die beiden Füge teile 88 und 100 in Belastungsrichtungen parallel zu den Anlage flächen 90 und 102 relativ zueinander fixiert.

Außerdem stellen die Bereiche des Formschlußelementes 122, die an den Begrenzungswänden der kegelstumpfförmigen Ab schnitte 98, 110 der Durchbrüche 94, 106 anliegen, Hinter schneidungen dar, die zusammen mit den Fügeteilen 88 und 100 einen Formschluß bilden, der das Formschlußelement 122 in dem Hohlraum 112 fixiert.

Nach dem Aushärten wird der Rundstab 208 wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt, wodurch sich die Krümmung der Lamellen 210 und die ballonartige Aufweitung des elastischen Schlauches 194 zurückbilden, so daß die Vorrichtung 22 durch das in dem Formschlußelement 122 vorhandene Durchgangsloch 206 entnommen werden kann.

Die vierte und die fünfte Ausführungsform der Vorrichtung können auch vor der Herstellung der Fügeverbindung, ohne mit einer formbaren und aushärtbaren Masse belegt zu werden, dazu verwendet werden, die Fügeteile 88 und 100 zeitweilig miteinander zu verbinden und zu positionieren.

Dabei ist es möglich, Unebenheiten der Fügeteile 88, 100 vor der Herstellung der Fügeverbindung mit derselben formbaren und aushärtbaren Masse auszugleichen, wie sie auch bei der Herstellung der Fügeverbindung verwendet wird. Dies ist be sonders bei der Verbindung faserkeramischer Fügeteile vor teilhaft, da die Formhaltigkeit solcher Fügeteile bei der Fertigung nicht garantiert werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen einem ersten Fügeteil mit einer ersten Anlagefläche und einem auf der ersten Anlagefläche mündenden Durchbruch und einem zweiten Fügeteil mit einer zweiten Anlage fläche und einer auf der zweiten Anlagefläche mündenden Ausnehmung, wobei das erste Fügeteil und das zweite Fügeteil in eine Fügestellung zueinander gebracht werden, in der die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche aneinander anliegen und der Durchbruch des ersten Fügeteils und die Ausnehmung des zweiten Füge teils zusammen einen Hohlraum bilden, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorrichtung (22) einen Eingußkanal (52) zum Einbringen einer formbaren und aushärtbaren Masse in den Hohlraum (112), Abdeckungen (40, 74, 84) zum Verschließen der Mündungsöffnungen (114, 116) des Hohlraums (112) und einen Entlüftungskanal (54) zum Ab führen der von der formbaren und aushärtbaren Masse aus dem Hohlraum (112) verdrängten Luft umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) mindestens einen Spülkanal (56, 58) und zumindest ein Verbindungsstück (64, 66) umfaßt, durch das der Eingußkanal (52) und/oder der Entlüftungs kanal (54) mit dem Spülkanal (56, 58) zum Durchspülen mit einem Spülmedium verbindbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) eine Fixierein richtung (24) zum Fixieren der Vorrichtung (22) auf zu mindest einem der Fügeteile (88, 100) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiereinrichtung (24) Mittel zum Abdichten (26, 28, 34, 36) einer evakuierbaren Saugkammer (118) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) eine Heizein richtung (76) zum Beheizen der formbaren und aushärt baren Masse umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22), einen in einer Durchgangsbohrung der Vorrichtung (22) geführten Stempel (68, 180) zum Einbringen eines Strukturteils (132) in den Hohlraum (112) umfaßt.