DE2041807A1

DE2041807A1 - Thermisch rueckstellfaehige Verbindungselemente,ihre Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE2041807A1
Application number: DE19702041807
Authority: DE
Inventors: Harrison John David; Jervis James Elliott
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1970-08-22
Publication date: 1971-11-18
Also published as: BE755271A; FR2059202A5; JPS525458B1; DE2065651B2; IL35091A0; NL7012568A; CA1021824A; CH569911A5; JPS544898B1; CH592266A5; DE2065651A1; GB1327442A; GB1327441A; SE391015B; DE2041807B2; ZA705563B; IL41599A; IL35091A; NL170183C; ATA770670A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-iNG. SCHDNWALD 2041807 DR.-ING. TH. MEYER DR. FüES DSPL.-CHEM. ALEiC VON KREiSLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 20.8.1970 Kl/Ax/Hz

RAYCHEM CORPORATION 300 Constitution Drive, Menlo Park. California 94OPh (ü.3. A.)

Thermisch rücksteilfähige Verbindungselemente, ihre Herstellung und Verwendung

Die Erfindung betrifft hohle Formteile, z.B. Rohrleitungskupplungen, insbesondere Rohre, Muffen und ähnliche Rohr-Verbindungen, und Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung .

Erhebliche Bemühungen sind seit vielen Jahren darauf gerichtet, einfache und zuverlässige Verbindungselemente zum Verbinden von gegeneinanderstoßenden Rohr- und Leitungsenden zu entwickeln. Das angewandte Verfahren darf mit dem Material im Rohr nicht wesentlich in Konflikt kon~ men, noch darf es den Durchfluß nennenswert verengen. Die Verbindung zwischen den. beiden Rohren muß etwaigen mechanischen oder chemischen Überbeanspruchungen, die die Rohre selbst aushalten, widerstehen, ohne daß der Einbau, die Reparatur oder der Ersatz zu teuer oder zu schwierig sind.

Bei der umfangreichen Verwendung von Rohrleitungen in Plugzeugen und Raumschiffen, z.B. für hydraulische Leitungen in Flugzeugen, müssen zusätzliche Erfordernisse in Bezug auf geringes Gewicht und in gewissen Fällen geringe Größe erfüllt werden. Da ferner Flugzeuge häufig zur

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Wartung auseinandergenommen werden, müssen die Verbindungen zu hydraulischen Apparaten in verschiedenen Teilen im Flugzeug gelöst und wiederhergestellt werden, häufig auf sehr engem Raum. Diese Erfordernisse schließen die Verwendung von geschweißten oder gelöteten Verbindungen aus, die sich andernfalls als geeignetes Verfahren zur Lösung des Problems anbieten würden, weil Schweißen und Löten sperrige und umfangreiche Apparaturen erfordern, die die zu verbindenden Rohre vollständig umgeben müssen. Ferner können die hergestellten Verbindungen nicht leicht getrennt und wiederhergestellt v/erden.

Gegenstand der Erfindung sind hohle Formteile, die aus Metallen "mit Gedächtnis" (memory metal) hergestellt sind und

a) sich bei Abkühlung auf wenigstens die Übergangstemperatur des Metalls auszudehnen oder auszuweiten vermögen,

b) nach Abkühlung auf wenigstens die Üb er gangs temperatur und Ausweitung geschrumpft werden können, indem sie anschließend auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur erhitzt werden, und

c) durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur des Metalls geschrumpft und, nachdem sie auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur erhitzt und geschrumpft worden sind, durch anschließendes Kühlen auf wenigstens die Ubergangstemperatur gedehnt oder ausgeweitet werden können.

Die hohlen Formteile sind vorzugsweise röhrenförmig, wobei der hier gebrauchte Ausdruck "röhrenförmig" nicht auf gerade zylindrische hohle Formteile beschränkt ist, sondern auch Formteile von unregelmäßigem und/oder sich änderndem Querschnitt sowie Y-föniiige, T-förmige, X-förmige und ähnliche Formteile umfaßt.

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Eine der wichtigsten Anwendungen der Formteile gemäß der Erfindung ist das Verbinden von Gegenständen wie Leitungen und Rohren, insbesondere in hydraulischen Systemen. Es wurde gefunden, daß die Fähigkeit der Rohrverbindungen und Muffen, sehr hohen Drücken zu widerstehen, ohne auseinandergezogen zu werden, durch Anbringung von Zähnen innerhalb der Rohrverbindung oder Muffe stark gesteigert werden kann.

Vorzugsweise werden daher die hohlen Verbindungselemente mit einem oder mehreren einwärts ragenden Zähnen auf der inneren Oberfläche versehen. Insbesondere im Falle eines rohrförmigen Verbindungselements wird dieses vorzugsweise mit einer Reihe von durchgehenden, um den Umfang verlaufenden Zähnen mit axialem Abstand versehen. Die Zähne werden vorzugsweise von mehreren sich verjüngenden Abschnitten gebildet, und der Abstand zwischen benachbarten Zähnen und die Konizität werden so gewählt, daß die Ausdehnung der zu verbindenden Teile als Folge des Eingriffs der Zähne in die zu verbindenden Teile bei der Schrumpfung im Raum zwischen den Zähnen aufgenommen werden kann. Der Eingriffswinkel jedes Zahnes ist vorzugsweise fast ein rechter Winkel, und eine Kante des Eingriffswinkels liegt vorteilhaft ungefähr in einer radialen Ebene des rohrförmigen Verbindungselements. i

Rohrförmige überschiebmuffen gemäß der Erfindung sind ungefähr in der Mitte ihrer Länge mit einer Ausnehmung von vergrößertem Innendurchmesser versehen, so daß die gegeneinanderstoßenden Enden der zu verbindenden Teile mit der Innenfläche der Überschiebmuffe nicht in Berünrung kommen. Die rohrförmigen Verbindungselemente haben an ihren Enden vorzugsweise Teile von verringerter Dicke und sind an diesen Enden vorzugsweise doppelkegelförmig, so daß in diesen Bereichen nur ein leichter positiver Druck auf die zu verbindenden Teile ausgeübt wird.

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Besonders bei Verwendung der Uberschiebmuffen gemäß der Erfindung in Hydrauliksystemen wird die Mindestwandstärke vorzugsweise so gewählt, daß die radiale Ausdehnung der Muffe unter einem gegebenen Innendruck, z.B. einem hohen hydraulischen Druck, etwas geringer ist als die radiale Ausdehnung der zu verbindenden hydraulischen Leitungen unter dem gleichen Innendruck. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Verbindung unter hohen hydraulischen Trükken dicht bleibt.

Der hier gebrauchte Ausdruck "Metall mit Gedächtnis" (memory metal) bezeichnet einen metallischen V/erkstoff, aus dem ein durch Hitze rückstellfähiges Formteil hergestellt werden kann, d.h. ein Formteil, das von einer ursprünglichen wärmebeständigen Gestalt zu einer anderen Gestalt deformiert werden kann, in der es bleibt, bis es über eine gewisse Temperatur (im vorliegenden Fall die Übergangstemperatur des Metalls mit Gedächtnis) erhitzt wird, worauf es wieder seine ursprüngliche Gestalt annimmt oder anzunehmen versucht. Natürlich sind die durch Wärme rückstellfähigen Formteile in der Lage, ohne weitere Anwendung einer äußeren Kraft wieder ihre ursprüngliche Gestalt anzunehmen. Ferner ist unter dem Ausdruck "zur Ausdehnung (oder zum Zusammenziehen) fähig" zu verstehen, daß das hohle Formteil sich ohne weitere Anwendung einer äußeren Kraft ausdehnt (zusammenzieht), ausgenommen natürlich, wenn es zwangsweise daran gehindert wird.

Die Übergangstemperatur des Metalls mit Gedächtnis kann ein Temperaturbereich sein. Da gewöhnlich Hysterese stattfindet, hängt die genaue Temperatur, bei der ein Übergang stattfindet, davon ab, ob die Temperatur des Formteils erhöht oder gesenkt wird. Ferner ist die Übergangstemperatur eine Funktion der Beanspruchung oder Deformation, der der Werkstoff unterworfen wird, wobei die Temperatur mit zunehmender Beanspruchung steigt.

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Zu den für die Zwecke der Erfindung geeigneten metallischen Werkstoffen gehören beispielsweise die Legierungen, die in den USA-Patentschriften 5 012 882 und 3 174 851 und in der belgischen Patentschrift 703 649 beschrieben werden. In diesen Patentschriften wird erläutert, daß bei diesen Legierungen bei einer gewissen Temperatur ein Übergang stattfindet, der im Falle der in der USA-Patentschrift 3 012 882 beschriebenen Gold-Cadmium-Legierungen und Silber-Gold-Cadmium-Legierungen einfach als Phasenänderung bezeichnet wird. Die anderen Patentschriften bezeichnen den Übergang, der in den beschriebenen Legierungen stattfindet, als einen Übergang zwischen austeniti- ' i sehen (oder Hochtemperatur-) und martensitisehen (Tieftemperatur-) Formen des Werkstoffs.

Es ist zu bemerken, daß die in den oben genannten Patentschriften beschriebenen Legierungen nur Beispiele für Metalle mit Gedächtnis sind, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden können. Die Erfindung ist in keiner Weise auf diese Werkstoffe noch auf in den Beispielen dieser Beschreibung speziell genannten Werkstoffe beschränkt. Alle untersuchten Werkstoffe erwiesen sich als fähig, einer sekundären Verformung unterworfen zu werden, die genügt, um eine brauchbare spontane Ausdehnung bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Formteil zu erzeugen. |

Ein bevorzugtes Formteil, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist, ist ein Rohrfitting, insbesondere eine Muffe für die Verwendung in hydraulischen Systemen, insbesondere in Flugzeugen. Bei den heutigen Flugzeugen müssen die hydraulischen Einrichtungen bei Temperaturen im Bereich von etwa -55 bis 125 C arbeiten können. Erwünscht sind jedoch Apparaturen, die zwischen etwa -75° und 25O°C funktionieren, wobei gewisse Spezialapparatüren, z.B. in Motorennähe,Temperaturen über 500 C aushalten müssen. Aus offensichtlichen Gründen muß daher ein durch Wärme rückstellfähiger metallischer Werkstoff für die Verwendung

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in Rohrverbindungen für hydraulische Leitungen eine Übergangstemperatur haben, die etwas unter -75°C liegt.

Flüssiger Stickstoff, der bei -196⁰C siedet, stellt ein bequemes Mittel dar, Temperaturen von Formteilen auf seinen Siedepunkt zu senken. Temperaturen unter -196°C können natürlich durch andere verflüssigte Gase erzielt werden, jedoch hat Stickstoff den Vorteil, daß er leicht verfügbar und verhältnismäßig sicher ist.

Bevorzugt für den Gebrauch nach diesem Aspekt der Erfindung werden daher Metalle, deren Übergangstemperatur im Bereich von etwa -196 bis -75°C liegt. Außer der Tatsache, daß diese Metalle den Erfordernissen der Umgebung genügen, gewährleistet ihre Verwendung bei normalen Temperaturen, daß sie in ihrer austenitisehen Form vorliegen, in der sie eine höhere Festigkeit haben.

Als Metalle, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, seien beispielsweise die folgenden Legierungen erwähnt, in denen die Prozentsätze sich als Atomprozentsätze verstehen und ungefähre Werte darstellen:

Nr. 1 Titan 50 Nickel 47 Eisen 3 Nr. 2 Titan 49,25-4-9,00 Nickel 50 Aluminium 0,75-1,00 Nr. 3 Titan 48,5 Nickel 51,5 Nr. 4- Titan 50 Nickel 48 Mangan 2

Diese Legierungen haben eine Übergangstemperatur im gewünschten Bereich. Natürlich können die Legierungen zufällige Verunreinigungen enthalten, vorausgesetzt, daß die Verunreinigungen die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs nicht nachteilig beeinflussen oder die Übergangstemperatur in einem solchen Maße ändern, daß das Formteil für seinen vorgesehenen Verwendungszweck ungeeignet wird.

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Diese Titan-Nickel-Legierungen (für eine hydraulische Muffe oder für andere Anwendungen im Rahmen der Erfindung) können nach allen üblichen Verfahren zur Herstellung von Titanlegierungen hergestellt und verformt werden, und swar aus ihren Legierungsbestandteilen oder Legierungen oder Verbindungen der Bestandteile in anderen Mengenverhältnissen· Beispiele solcher Verfahren sind das Schmelzen im Lichtbogen mit Abschmelzelektrode und nicht abschmelzender Elektrode, Vakuum-InrLiiktionsschmelzen in Graphittiegeln, Schmelzen im Elektronenstrahl, Methoden der Metallkeramik und Zonenschmelzen (floating zone melting).

Die erhaltene Legierung läßt sich leicht zu geeigneten i

Rohlingen für die endgültige Verarbeitung zu den Foriutsi— len formen, z.B. durch Heißverformung, Tiefziehen, Heißstrangpressen, Warmwalzen von Stäben oder Warmschmieden oder in geringerem Umfange durch Kaltverformung. Ohne Rücksicht auf das Formgebungsverfahren werden die Legierungen zweckmäßig geglüht, um Keproduzier-barkeit der Eigenschaften in den hergestellten Formteilen zu gewährleisten.

Hydraulische Systeme in Flugzeugen enthalten zahlreiche Längen von Rohren,- die durch Muffen, T-Stücke, Kreuzungen u.dergl· verbunden werden müssen, und die an verschiedenen Pumpen, Ventilen, Meßgeräten und Betriebsvorrichtun- i gen enden. An jeder solchen Verbindungs- oder Endstelle ist ein Fitting irgendeiner Art erforderlich. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nachstehend eine Aufschiebemuffe für eine einfache Stoßverbindung zwischen zwei Rohren aus gleichem Werkstoff und von gleichem Durchmesser ausführlich beschrieben. Natürlich fallen unter die Erfindung auch Rohrfittings und Rohrverbindungen von anderer Fons.

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Ein Rohr aus einem metallischen Werkstoff der oben genannten Art wird bei einer Temperatur unterhalb der Übergangs temperatur des Werkstoffs radial ausgeweitet, d.h. deformiert, indem beispielsweise ein Dorn, dessen Durchmesser größer ist als der ursprüngliche Innendurchmesser des Rohrs, durch das Rohr getrieben wird. Der Ausdehnunp:sgrad ist vorzugsweise so groß, daß sowohl eine thermisch rückstellfähige als auch eine sekundäre Deformierung (die nachstehend näher erläutert wird) stattfinden. Das Rohr wird dann auf eine Temperatur oberhalb der Übergangs temperatur erhitzt, während es durch den Dorn oder einen Halter von ungefähr gleichem Durchmesser im ausgeweiteten Zustand gehalten wird. Das Rohr preßt sich fest um den Dorn oder Halter, weil es das Bestreben hat, zu schrumpfen und sich radial auf seine ursprüngliche Gestalt zusammenzuziehen.

Zu gegebener Zeit wird das Rohr erneut unter die Übergangstemperatur gekühlt. Wenn das Rohr die Übergangstemperatur erreicht, findet spontane Ausdehnung statt, wobei der Innendurchmesser des Rohres größer wird, so daß das Rohr sich leicht vom Dorn oder Halter entfernen läßt. Solange die Temperatur des Rohres unter der Übergangstemperatur gehalten wird, behält es diesen neuen Innendurchmesser, so daß es möglich ist, die Muffe über die Rohre oder sonstigen zu verbindenden Teile zu schieben. Der Außendurchmesser dieser Teile muß natürlich größer als der Durchmesser der Muffe im ausgedehnten Zustand und etwas größer sein als der ursprüngliche Innendurchmesser der Muffe.

Nachdem die Muffe auf den zu verbindenden Teilen angebracht worden ist, wird die Rohrverbindung über die Übergangstemperatur des Metalls der Muffe erhitzt. Da die Muffe durch Wärmeinwirkung rückstellfähig ist, schrumpft sie auf ihre ursprüngliche wärmebeständige Gestalt, bis sie sich gegen die zu verbindenden Teile legt und eine weitere

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Schrumpfung verhindert wird. Da die Rückstellkräfte erheblich sind, preßt sich die Muffe äußerst fest gegen die zu verbindenden Teile, solange die Rohrverbindung Ober der Ubergangstemperatur gehalten wird. Der Widerstand, den die verbundenen Teile einer weiteren Rückstellung der Muffe entgegensetzen, wodurch vollständige Rückstellung der Muffe verhindert wird, führt weitere sekundäre Defornierungsspannungen (die nachstehend erläutert werden) in den Muffenwerkstoff ein, und wenn die Muffe erneut auf die Übergangstemperatur gekühlt wird, weitet sie sich spontan auf, so daß die verbundenen Teile entfernt werden können.

Formteile, die aus Metallen mit Gedächtnis hergestellt worden sind, müssen bekanntlich mechanisch deformiert werden, um nutzbare Ergebnisse durch die Phasenänderungen oder ähnlichen Erscheinungen, die bei der Ubergangstemperatur stattfinden, zu erhalten. Mit anderen Worten, durch Erhitzen und Kühlen eines Metalls mit Gedächtnis durch seine Übergangstemperatur ohne vorherige Deformierung werden keine nutzbaren Änderungen der Abmessungen hervorgebracht.

Es wurde ferner gefunden, daß es vorzuziehen ist, das Form teil so zu deformieren, daß es nicht vollständig zu seiner ursprünglichen Gestalt zurückkehren kann, d.h. daß es vorteilhaft ist, einen geringen Betrag einer sekundären Deformierung in die Formteile einzuführen.

Eine Begrenzung des Umfanges der Erfindung ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen, daß der geringe Betrag der sekundären Deformierung Spannungen in das Formteil einführt, die aufgehoben werden, wenn das Formteil nach unten durch seine Übergangstemperatur geführt wird. Es wird ferner angenommen, daß die Aufhebung der inneren Spannungen in irgendeiner Weise die normalen Veränderungen auslöst, die bei der Übergangstemperatur stattfinden, so daß sie spontan und schneller eintreten und demzufolge

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nutzbarer sind. Ferner wird angenommen, daß es die inneren Spannungen sind, die die überraschende Umkehrbarkeit der ■Formteile gemäß der Erfindung, d.h. ihre Fähigkeit, sich nach dem Zusammenziehen auszudehnen und umgekehrt, verursachen. Die sekundäre Deformierung kann in verschiedener Weise eingeführt werden, z.B. durch Ausdehnen des Formteils unter der übergangstemperatur und anschließendes Erhitzen, wodurch seine Rückstellung und Schrumpfung uip einen Gegenstand bewirkt wird, dessen Abmessung größer ist als die entsprechende Abmessung des Formteils in seiner ursprünglichen Gestalt bei hoher Temperatur.

P Andere Methoden, die angewandt werden können, bestehen darin, daß das Formteil der Einwirkung einer Kraft unterworfen wird, die höher ist als die zur Erzielung der maximalen thermisch rückstellfähigen Deformation genügende Kraft, und man das Formteil oberhalb der Übergangstemporatur des Metalls mit Gedächtnis so bearbeitet, da*? nur die sekundäre Deformierung eingeführt wird.

Ferner ist in gewissen Fällen die absichtliche Deformierung nicht notwendig, weil während der ursprünglichen Herstellung des Formteils innere Spannungen in das Metall in der richtigen Richtung eingeführt worden sein können. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das herge- W stellte Formteil nicht geglüht worden ist. Im allgemeinen wird jedoch Ausglühen bevorzugt, da hierdurch regellose Restspannungen beseitigt und gute Ergebnisse durch anschließende Bearbeitung sichergestellt werden.

Wenn beispielsweise eine Rohrmuffe veranlaßt wird, über einen Halter, einen Dorn oder die zu verbindenden Rohre zu schrumpfen, verhindert die Einführung der sekundären Deformierung die vollständige spätere Rückstellung. Mit anderen Worten, wenn die Gesamtdeformierung 9 Einheiten beträgt, von denen 2 Einheiten sekundär sind, kann die Muffe sich nur um 7 Einheiten zurückstellen, wenn die

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sekundäre Deformierung bleibend, d.h. vollständig nichtrückstellfähig ist. Dies bedeutet, daß die neue wärmebeständige Gestalt effektiv um 2 Einheiten größer ist als die ursprüngliche Gestalt, so daß die zu verbindenden Teile größere (um wenigstens 2 Einheiten) Abmessungen haben müssen als die ursprüngliche Muffe.

Um die Formteile gemäß der Erfindung so vielseitig wie möglich zu gestalten, d.h.., um beispielsweise einen maximalen Durchmesserbereich der Rohre zu erhalten, die verbunden werden können, ist es offensichtlich zweckmäßig, daß ein größtmöglicher Prozentsatz der Gesamtdeformierung im Einklang mit der Notwendigkeit für wenigstens eine gewisse bleibende Deformierung rückstellfähig ist.

Es wurde gefunden, daß die Elastizität der meisten Ketal— le, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden, die Folge hat, daß der Verlust an rückstellfähi^er Beformierung geringer ist, als zu erwarten gewesen wöre. wenn beispielsweise eine Muffe so um einen Dorn geschrumpft wird, daß eine sekundäre Deformierung eingeführt wird, hat es sich gezeigt, daß im allgemeinen die neue wärmebeständige Gestalt irgendwo zwischen der durch den Doi'n festgelegten und der ursprünglichen Gestalt liegt. Mit anderen Worten, bevor die bleibende Deformierung stattfindet, findet eine elastische Deformierung statt, die dem Formteil ein elastisches Gedächtnis verleiht, das aus- ;gelöst wird, wenn die die Rückstellung verhindernde Kraft aufgehoben wird. (Bei den oben genannten Titan-Nickel-Legierungen beträgt die Elastizität etwa 2%, so daß die zu verbindenden Teile Durchmesser haben können, die um diesen Betrag kleiner sind als der Durchmesser des Dorns oder Halters.)

Durch geeignete Wahl des Werkstoffs, aus dem der Dorn oder der Halter hergestellt ist, oder seiner Form kann erreicht werden, daß die Gesamtrückstellung, d.h. die elastische plus thermische Rückstellung, der Muffe sich

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dem Wert nähert, der ursprünglich bei der Ausweitung in sie eingebaut wurde.

Der Betrag, um den die Muffe rückstellbar ist, kann beispielsweise erhöht werden, indem der Dorn oder der Halteraus einem Werkstoff mit v/esentlicher Elastizität hergestellt wird. In einem solchen Fall muß die Elastizitätsgrenze der Muffe überschritten werden, bevor eine bleibende Deformierung in der Muffe stattfindet. Zu diesem Zweck könnte der Dorn oder Halter aus dem gleichen Werkstoff wie die Muffe oder aus einem anderen Werkstoff mit wesentlicher Elastizität, z.B. Berylliumkupfer, hergestellt werden.

Es ist auch möglich, den Dorn oder Halter aus einem Werkstoff herzustellen, der einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. In diesem Fall würde der Durchmesser des Halters kleiner werden, wenn seine Temperatur erhöht wird, so daß eine stärkere Rückstellung der Muffe möglich ist, als wenn der Durchmesser des Dorns oder Halters konstant gehalten würde. Zur Erzielung des gleichen Ergebnisses könnte der Halter als zylindrische Feder, z.3. als üblicher Rollstift ausgebildet werden, der zusammengedrückt wird, wenn die Rückstellung der Muffe darüber bewirkt wird. Andere möglichen Methoden, den Halter mit genügend Elastizität für die beschriebenen Zwecke zu versehen, sind für den Fachmann offensichtlich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß durch die Erfindung metallische Formteile verfügbar werden, die für viele Zwecke, z.B. für die Herstellung einer dichten Verbindung zwischen zwei Rohren, nützlich sind. Die Verbindungselemente und Muffen können bei normalen Temperaturen gelagert und transportiert werden und lassen sich leicht und schnell einbauen oder ersetzen und können dennoch extremen TemperaturSchwankungen widerstehen.

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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehen ausführlicher als Beispiel im Zusammenhang mit den Abbildungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform einer Muffe gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Stirnansicht der in Fig. 1 dargestellten Muffe.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Muffe nach dem Aufschieben über zwei Rohre.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Muffe nach der Herstellung der Verbindung von zwei Rohren.

Fig. 5 ist ein. Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Muffe gemäß der Erfindung.

Fig. 6 ist ein Schnitt durch die über zwei Rohre geschobene, in Fig. 5 dargestellte Muffe.

Fig. 7 ist ein Schnitt durch die in Fig. 5 dargestellte Muffe nach der Herstellung der Rohrverbindung.

Fig. 8 ist ein Schnitt durch ein Rohr, um dessen Außenseite ein Metallband geschrumpft ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Muffe 10 wurde in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt. Die Außenoberfläche der Muffe 10 besteht aus einem mittleren Teil 12 von konstantem Durchmesser und zwei Endteilen 1A- und 16, die sich zu den Jeweiligen Enden 18 und 20 der Muffe verjüngen.

Die Innenfläche, die durch die Bohrung 22 gebildet wird, weist einen mittleren Teil 24· von gleichbleibendem Querschnitt und sich ausweitende Endteile 26 und 28 auf. Zwischen jedem Endteil und dem mittleren Teil 24 befinden sich zwei um den Umfang verlaufende Zähne (30 und 32 zwischen dem Endteil 26 und dem mittleren Teil 24; 34 und 36 zwischen dem Endteil 28 und dem mittleren Teil 24). Die

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Zähne sind allgemein sägezahnförmig, wobei der radiale Teil jedes Sägezahns der Mitte der Muffe zugewandt ist.

Es wurde gefunden, daß die Haltekraft, d.h. die zum Herausziehen der Rohre aus einer solchen Muffe erforderliche Kraft durch entsprechende Vorteilung der Zähne längs der Innenwand der Muffe wesentlich gesteigert wird. Die Haltekraft der Muffe wird weiter gesteigert, wenn der Werkstoff der zu verbindenden Rohre selbst durch die Muffe deformiert wird. Fig. 5 bis Fig. 8 zeigen eine solche Muffe. In Fig. 5 hat eine Muffe 50, die aus einem durch Wärme riickstellfähigen Metall hergestellt ist, eine Außenwand mit einem zylindrischen Teil 51 und sich verjüngenden Teilen 52 und 53 an jedem Ende. Die Innenwand hat eine Heihe von mit Abstand zueinander angeordneten Zähnen 54—56 und 58-60 und eine Ausnehmung 57·

Fig. 6 zeigt die Muffe 50 im ausgedehnten (gekühlten) Zustand nach der Einführung der Rohre 61 und 62 in die Muffe. Der Raum zwischen den Eohren 61 und 62 liegt in der Mitte der Ausnehmung 57·

Fig. 7 zeigt die Muffe nach dem Aufschrumpfen auf die Bohre 61 und 62. Die Abbildung zeigt, daß die Rohre 61 und 62 durch die Zähne der Muffe teilweise deformiert sind. Natürlich ist die Deformierung zur deutlicheren Darstellung übertrieben gezeichnet. In normalen Fällen ist die Deformierung erheblich geringer als die hier dargestellte Deformierung. Die typische Deformierung genügt jedoch, um die Haltekraft der Muffe erheblich zu steigern.

Der optimale Abstand "a" und die Mindesttiefe "b" der Zähne hängen von den Eigenschaften der Rohre 61 und 62 ab_r Eine Methode zur Bestimmung der Dimensionen "a" und ^Mb" ist in Fig. 8 dargestellt. Ein Ring 63 aus dem Metall mit Gedächtnis, aus dem die Muffe 50 hergestellt ist, mit dem gleichen Durchmesser nach der Rückstellung wird um ein Stück des Rohres 64 geschrumpft. Das Rohr 64 besteht aus

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dem gleichen Werkstoff wie die zu verbindenden Rohre. Durch die Rückstellung des Rings 64- wird das Rohr deformiert, wodurch ein Teil seines Werkstoffs sich radial nach außen bewegt. Die maximale Deformierung nach außen ist in Fig. 8 durch den Buchstaben "b" angedeutet. Die axiale Größe der radialien Deformierung ist in Fig. 8 durch "a" angedeutet. Dies ist der Abstand von dem Punkt, an dem die radiale Deformierung beginnt, bis zu dem Punkt, an dem sie aufhört. Dieser Abstand "a" wird dann als Abstand zwischen benachbarten Zähnen verwendet, wie in Fig.6 dargestellt. Die Mindesttiefe "b" der Zähne in Fig. 6 wird vorzugsweise ebenso groß oder größer gewählt als die Dimension "b" in Fig. 8.

Die Mindestwandstärke "c" der Muffe längs des zylindrischen Teils 51 der Muffe, d.h. die Dicke oder die Wand im Bereich der Ausnehmung 57* hängt von dem zu erwartenden maximalen Druck in der hydraulischen Leitung und von der relativen Elastizität des Werkstoffs der Rohre 61 und 62 und dem der Muffe ab. Die Dicke "c" genügt vorzugsweise, um dem maximalen hydraulischen Druck und einer Aufbeulung der Muffe und einer Metallermüdung unter den Betriebsbedingungen zu widerstehen. Ferner wird die Dicke "c" vorzugsweise so gewählt, daß die Muffe 50 sich unter Druck weniger elastisch ausdehnt als das Rohr 61 und 62. Andernfalls würde bei Einwirkung von hohem Druck auf die Rohrverbindung die stärkere Ausdehnung der Muffe eine Undichtigkeit verursachen· Durch Auslegung der Mindestwandstärke in dieser Weise kann das Gewicht der Muffe minimal gehalten werden.

Der Innendurchmesser der Ausnehmung 57 ist vorzugsweise so groß, daß die Bohrenden die Muffe an keiner Stelle berühren, insbesondere unter dem Einfluß von Erschütterungen und Vibrationen, da sonst Reibkorrosion der Muffe durch das Rohr und damit eine Schwächung der Muffe und schließlich ihr Bruch eintreten könnte. Die konischen Endteile und 53 der Muffe stellen ein weiteres wichtiges Merkmal

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der Erfindung dar. Wie die Abbildung zeigt, haben diese Endteile 52 und 53 jeweils konvergierende Innenflächen und Außenflächen 65 und 66. Die Verjüngung der Innenfläche 65 hat den Zweck, die radiale Kraft zu verringern, die auf das Rohr an den Enden der Muffe bei ihrer Rückstellung ausgeübt wird. Eine große radiale Kraft, die an den Enden der Muffe auf das Rohr ausgeübt wird, würde das Rohr an diesen Stellen schwächen, besonders wenn das Rohr Biegungen oder Erschütterungen und Schwingungen unterworfen wird. Eine radiale Kraft null wäre theoretisch ideal. Es wurde jedoch gefunden, daß in Fällen, in denen die Enden der

k Muffe nicht fest um das Rohr anliegen, eine Reibung während der Schwingungen stattfinden kann, und dies kann zu Reibkorrosion und Bruch führen. Der Innendurchmesser an den Enden der Muffe sollte daher vorteilhaft so gewählt werden, daß während der Schrumpfung der Muffe um das Rohr ein leichter positiver Druck auf das Rohr ausgeübt wird, dieser Druck aber so gering wie möglich ist. Die Verjüngung der Außenflächen 66 trägt ferner dazu bei, den Druck möglichst gering zu halten, v/eil ein dünnerer Metallquerschnitt weniger Kraft ausübt als ein dickerer Querschnitt. Die verjüngte Außenfläche verleiht der Muffe Flexibilität, wodurch das Rohr gegen die Einflüsse von Biegungen oder Schwingungen geschützt wird. Dies ist besonders bei Titan-

^ rohren der Fall. Diese Verringerung des Außendurchmessers sollte vorteilhaft eine starke Verringerung sein. Es wurde gefunden, daß eine Kantendicke in der Größenordnung von 1/4- oder 1/5 der Mindestwandstärke "c" der Muffe an der Ausnehmung 57 besonders wirksam ist.

Es wurde gefunden, daß die Zähne 54-56 und 58-60 am wirksamsten sind, wenn ihre Greifkanten sich einem rechten Winkel nähern und vorzugsweise möglichst radial ausgerichtet sind. Diese Umfangszähne müssen jedoch nicht durch konische Abschnitte, sondern könnten lediglich durch Bildung einer Reihe von V-förmigen oder U-förmigen Erhebungen o.dergl. im Innern der Muffe gebildet werden.

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Eine Muffe der in Fig. 1 dargestellten Art wurde wie folgt hergestellt: Streifen von gleicher Breite und Länge wurden aus Blech geschnitten, das aus Nickel (International Nickel 270), Titan (Titanium Metals Corporation 25A) und Eisen (99»9% Reinheit) bestand. Die Streifen wurden ge-.reinigt, um Schmutz oder Fett vollständig zu entfernen, gewogen und in Bündeln so vereinigt, daß die Elemente bei jedem Querschnitt durch die Längsachse des Bündels das Verhältnis der oben genannten Legierung I¹Ir. 1 hatten. Das Bündel wurde dann in die Kammer eines Zonenschmelzofens "Lepel HGP-F" gehängt. Die Kammer wurde evakuiert und dann mit Argon von hoher Reinheit bis zu einem Druck von 1 Atm. gefüllt. Diese Maßnahme wurde zweimal wiederholt. Nach der dritten Füllung hatte sich ein Druck von 0,21 atü eingestellt. Dieser Druck wurde während des Schmelzens aufrechterhalten, um das Eindringen von Luft weitgehend auszuschalten.

Das untere Ende der Probe wurde durch eine Induktionsspule mit einer Windung erhitzt, die an der Sekundärwicklung eines an die Belastung angepaßten 12:1-Abwärtstransformators (load matching step down transformer) befestigt war. Die Primärwicklung wurde von einer Lepel-Hochfrequenz-Induktionsheizvorrichtung (Modell T-10-3-DF-E-H) gespeist, die im kHz-Bereich arbeitete. Schnelles Schmelzen ergab sich durch die Kombination der Induktionsbeheizung und der Bildungswärme der intermetallischen Verbindung

. Die fallenden Tropfen der Legierung wurden

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in einer kalten Kupferform aufgefangen. Das Bündel wurde in die Induktionsspule geschoben, bis es vollständig geschmolzen und in der Form aufgefangen war. Nach der Abkühlung wurden die Kupferform und der gegossene Ingot aus der Kammer entfernt, worauf die Form abgestreift wurde«

Der Block, der ein halbkompakter Zylinder war, wurde wieder in die Kammer gegeben, in der wie vorher eine Argonatmosphäre erzeugt wurde. Eine geschmolzene Zone wurde

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längs des Blocks von unten nach oben mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 cm/Minute geführt, wobei nach dem Zonenschmelzverfahren (floating zone technique) gearbeitet wurde, um eine mögliche Verunreinigung durch einen Tiegel zu vermeiden. Das Produkt war ein homogener, lunkerfreier Stab der Legierung von etwa 2 cm Durchmesser und 12 cm Länge.

Ein axiales Loch wurde in die Stirnseite des Stabes gebohrt, wobei die Tiefe des Lochs der endgültigen Länge der Muffe entsprach. Die Außenseite des Stabes wurde dann auf den Durchmesser des mittleren T_eils 12 abgedreht und der Rohling vom Ende des Stabes abgeschnitten.

Der konische Endteil 26 wurde dann auf einer Drehbank unter Verwendung eines Konuswerkzeugs gebildet. Das Werkzeug wurde dann erneut eingestellt und ein radialer Schnitt gemacht, um den äußeren Zahn 30 ^u bilden. Eine weitere Verjüngung wurde dann begonnen und ein zweiter radialer Schnitt gemacht, um den inneren Zahn 32 zu bilden, Dann wurde parallel zur Achse weitergeschnitten, um die Hälfte des mittleren Teils 2Ά- zu bilden. Die Muffe wurde dann umgedreht, worauf der konische Teil 28 und die Zähne 36 und 3¹J- gebildet wurden und die restliche Hälfte des mittleren Teils auf Größe aufgebohrt wurde. Dann wurden die konischen Teile 14 und 16 auf der Außenseite gebildet, die Oberflächen poliert und entgratet.

Die bearbeitete Muffe wurde dann in inerter Atmosphäre 30 Minuten auf 95O°C erhitzt, schnell auf 2?0 bis 300°C gekühlt und 2 Stunden immer noch in inerter Atmosphäre bei dieser Temperatur gehalten. Die Muffe könnte auch zu Beginn während einer längeren Zeit bei einer etwas niedrigeren Temperatur, z.B. 2 Stunden bei 850 C und während der zweiten Heizperiode bei einer Temperatur zwischen 250 und 300°G gehalten werden. Durch diese Behandlung wird die Muffe geglüht, und die inneren Spannungen v/erden beseitigt.

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Die Muffe wurde dann in flüssigen Stickstoff getaucht. Ein vorher auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff gekühlter Dorn wurde durch die Bohrung 22 der Muffe getrieben, um sie radial um 8,3% auszuweiten. Diese Ausweitung genügte, um sowohl eine thermisch rückstellfähige als auch eine sekundäre Deformierung der Muffe zu bewirken. Der Dorn wurde entfernt und ein vorher gekühlter Stab oder Halter, dessen Durchmesser etwas kleiner als der maximale Durchmesser des Doms war, in die Bohrung eingeführt. Die Muffe und der Halter wurden dann der Erwärmung auf Raumtemperatur überlassen, wobei die Muffe sich fest um den Halter preßte, während ihre Temperatur durch die Übergangstemperatur stieg. !Jach 4 Stunden wurden die Muffe und der Halter erneut in flüssigem Stickstoff gekühlt. Die Enden von zwei hydraulischen Leitungen aus nichtrostendem Stahl wurden gereinigt und für die Verbindung vorbereitet. Eine Markierung auf jedem Rohr zeigte die richtige Länge des in die Muffe einzuführenden Stücks an. Die Muffe wurde dann aus dem flüssigen Stickstoff genommen, wobei der Halter sich leicht aus ihrer Bohrung entfernen ließ. Wie in Fig.3 dargestellt, wurden die Enden der Rohre 40 und 42 dann in die Huffe bis zu den Markierungen eingeführt,' und die Rohrverbindung wurde der Erwärmung auf Raumtemperatur überlassen. Wie in Fig.4 dargestellt, wurde eine feste und dichte Verbindung zwischen den Rohrenden erzielt, wobei sich die Zähne der Kupplung in die Rohre 40 und 42 gruben und hierbei leicht deformiert wurden. Das Ausmaß der Deformierung hängt von der relativen Härte der Muffe und derjenigen der zu verbindenden Rohre ab. (Die Darstellung in Fig.4 dient lediglich der Klarheit und ist nicht unbedingt maßstabsgerecht.)

Auf die oben beschriebene Weise wurde eine Muffe aus der Legierung Nr.3 hergestellt und zur Herstellung einer Stoßverbindung zwischen zwei hydraulischen Leitungen aus nichtrostendem Stahl, die einen Außendurchmesser von 6,35 mm hatten, verwendet. Die Rohre wurden mit einer

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hydraulischen Flüssigkeit auf Erdölbasis (entsprechend MIL-H-56O6B) gefüllt und folgenden Prüfungen unterworfen:

1) Der Druck im System wurde 5 Minuten bei 4,14 x 10 Dyn/

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cm , dann 5 Minuten bei 8,28 χ 10 Dyn/cni gehalten. Nach Ablauf jeder Zeit wurde keine Undichtigkeit festgestellt.

2) Die Muffe wurde dann dem Test mit rotierender Welle (rotating beam test) (entsprechend MIL-F-18280B) unterworfen, wobei die hydraulische Flüssigkeit unter einem Druck von 211 kg/cm² (2,07 x 10 Dyn/cm ) stand. Die Drehzahl betrug etwa 2000 UpM und die Zahl der Zyklen 26,2 χ 10 . Weder wurden Undichtigkeiten festgestellt, noch war ein Schaden an der Muffe feststellbar.

3) Der Test Nr.1 wurde wiederholt. Keine Undichtigkeiten wurden festgestellt.

4) Das System wurde in einem Massenspektrometer geprüft, wobei Helium unter Normaldruck an der Außenseite der Muffe gehalten wurde und das System innen evakuiert war. Kein Helium wurde im System festgestellt. Die Empfindlichkeit des Spektrometers betrug 9»5 x 10 Atm.

k ml/Sek.

Muffen aus der Legierung Nr.3 wurden auf Paare der oben beschriebenen hydraulischen Leitungen aufgebrachte Die folgenden Prüfungen wurden durchgeführt:

5) Ein System wurde mit einer hydraulischen Flüssigkeit

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unter einem Druck von 422 kg/cm (4,14 χ 10 Dyn/cm ) gefüllt. Die Temperatur des Systems wurde 29 x zwischen -55 C und +175 C geführt, wobei jeder Zyklus etwa 2 Stunden dauerte. Keine Undichtigkeit wurde festgestellt.

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6) Die anderen Systeme wurden bis zur Zerstörung geprüft, indem der Innendruck der hydraulischen Flüssigkeit erhöht wurde. In jedem Fall barst das Rohr aus nichtrostendem Stahl, bevor eine Undichtigkeit an der Muffe auftrat. Die Drücke lagen zwischen 1056 und 1758 kg/cm (1,04 x 10⁹ und 1,72 χ 10⁹ Dyn/cm²).

Die vorstehend beschriebenen Prüfungen zeigen, daß durch die Erfindung eine zuverlässige dichte hydraulische Muffe verfügbar wird, die bei normalen Temperaturen gelagert und transportiert werden kann und sich schnell und leicht bei bequem erreichbaren tiefen Temperaturen ohne Verwendung der sperrigen und komplizierten Apparate und durch verhältnismäßig wenig geschultes Personal einbauen läßt© Die Festigkeit der Muffe läßt sich durch geeignete Wahl der Werkstoffe und durch entsprechende vorteilhafte Ausbildung weiter steigern.

Die Muffen werden zwar im allgemeinen auf Haltern der oben beschriebenen Art gelagert, jedoch können sie auch ohne Halter gelagert werden, wobei ihre Ausdehnung bei der Abkühlung ausgenutzt wird, um genügenden Spielraum für den Einbau auf zu verbindende Gegenstände wie Rohre zu erzielen.

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Claims

Patentansprüche

1) Hohle Formteile, die aus einem Metall mit Gedächtnis (memory metal) hergestellt sind und sich auszudehnen vermögen, wenn sie auf wenigstens die Übergangster,pe-ratur des Metalls erhitzt werden.

2) Hohle Porrateile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Abkühlung auf wenigstens die Übergangs temperatur und Ausdehnung anschließend geschrumpft werden können, indem sie auf eine Temperatur oberiis-lb

ψ der Übergangstemperatur erhitzt werden.

3) Hohle Formteile nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Formteile in irgendeiner Stufe ihrer Verarbeitung eine sekundäre Deformierung der oben beschriebenen Art eingeführt worden ist«

4) Hohle Formteile nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ihnen die sekundäre Deformier«ng verliehen wird, indem eine Kraft, die größer ist als die zur Verleihung der maximalen thermisch rückstellfähigen Deformieren^ notwendige Kraft ,auf sie zur Einwirkung gebracht wird, während sie sich bei einer Temperatur unterhalb der

fc Übergangstemperatur befinden.

5) Hohle Formteile nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ihnen die sekundäre Deformierung verliehen worden ist, indem sie bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur deformiert worden sind.

6) Hohle Formteile nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet» daß ihnen die sekundäre Deformierung verliehen worden ist, indem sie unterhalb der Übergangstemperatur ausgeweitet und dann erhitzt und hierdurch rückgestellt und um einen Gegenstand geschrumpft worden sind, dessen Durchmesser größer ist als der entsprechende Durchmesser der ursprünglichen Hochtemperaturform des Forateils.

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7) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie röhrenförmig sind.

8) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie an der Innenseite mit einem oder mehreren einwärts ragenden Zähnen versehen sind.

9) Hohle Formteile nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Reihe von durchgehend um den Umfang verlaufenden, mit axialem Abstand zueinander angeordneten Zähnen versehen sind.

10) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übej'gangstemperatur des Metalls mit Gedächtnis (memory rneial) im Bereich von -196 bis-75°C liegt.

11) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall mit Gedächtnis eine Legierung von etwa 50 Atom-$ Ti, etwa 47 Atom-Ji Ei und etwa 3 Atom-$ Fe ist«

12) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall mit Gedächtnis eine Legierung aus etwa 50 Atom-J« Ki, etwa 0,75 bis 1,0 Atom-?* Al und dementsprechend etwa 49,25 bis 49 Aton-5& Ti ist.

13) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metall mit Gedächtnis eine Legierung aus etwa 51,5 Atom-^ Ni und etwa 48,5 AtcoH* Ti ist.

34) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metall mit Gedächtnis eine Legierung von etwa 2 Atom-56 Mn, etwa 48 Atom-36 Ni und etwa 50 Atom-% Ti ist.

15) Hohle Formteile nach Anspruch 1 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, . daß sie über einen das Schrumpfen ver-

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hindernden Halter in einer relativ ausgeweiteten, wärmeinstabilen Form gehalten werden.

16) Hohle Formteile nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schrumpfen verhindernde Halter elastisch ist.

17) Hohle Formteile nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schrumpfen verhindernde Halter au.s im wesentlichen dem gleichen Metall wie die hohlen Formteile "besteht.

18) Hohle Formteile nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schrumpfen verhindernde Halter aus Berylliumkupfer besteht.

19) Hohle Formteile nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schrumpfen verhindernde Halter aus einem Werkstoff mit einem negativen Wärme a us d eh nun-2 skoeffizienten besteht.

20) Hohle Formteile nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schrumpfen verhindernde Halter ein mechanisch elastisches Element, z.B» eine zylindrische Feder ist.

21) Hohle Formteile, die aus Metallen mit Gedächtnis (memory metal) hergestellt sind, durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur des Metalls zu schrumpfen vermögen und anschließend durch Kühlung auf wenigstens die Übergangsterrperatur ausgeweitet werden können.

22) Hohle Formteile nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmale gemäß Anspruch 3 bis 14.

23) Hohle Formteile nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff in ihrer Tieftemperaturform gehalten werden.

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24) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 23» dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa in der Mitte ihrer Längsausdehnung eine Ausnehmung mit größerem Innendurchmesser haben.

25) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Nähe jedes ihrer Enien einen Teil mit größerem Innendurchmesser aufweisen«

26) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie an jedem ihrer Enden einen Teil mit verringertem Außendurchmesser aufweisen.

27) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich an beiden Enden konisch verjüngen.

28) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie an jedem Ende einen Doppelkegelteil aufv/eisen.

29) Rohrförmige Formteile nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke ungefähr in der Mitte ihrer Längsausdehnung vier-bis fünfmal größer ist als die Wandstärke an jedem Ende.

30) Rohrförmige Verbindungselemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Metall mit Gedächtnis hergestellt, an ihrer Innenfläche mit einem oder mehreren einwärts ragenden Zähnen versehen und in der lage sind, sich radial auszuweiten, wenn sie auf wenigstens die Ubergangstemperatur des Metalls gekühlt werden.

31) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Kühlung auf wenigstens die Übergangstemperatur des Metalls und Ausweitung anschließend durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur geschrumpft werden können.

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32) Rohrförmige Verbindungselemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Metall mit Gedächtnis hergestellt und auf der Innenseite mit einem oder mehreren einwärts ragenden Zähnen versehen sind und radial zu schrumpfen vermögen, wenn sie auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur des Metalls erhitzt werden.

33) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur öes Metalls und Schrumpfung anschließend durch Kühlung auf wenigstens die Übergangstemperatur des Metalls ausgeweitet werden können.

34) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 bis 33» dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Reihe von durchgehend um den Umfang verlaufenden, mit axialem Abstand angeordneten Zähnen versehen sind.

35) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 54_f dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne durch mehrere konische Abßchnitte gebildet werden»

36) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffswinkel jedes Zahnes fast rechtwinklig ist.

37) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante des Angriffswinkels ungefähr in einer radialen Ebene der rohrförmigen Muffe liegt.

38) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa in der Mitte ihrer Längsabmesaung mit einer Ausnehmung von größerem Innendurchmesser versehen sind.

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39) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß sie an jedem Ende einen Teil mit größerem Innendurchmesser aufweisen.

40) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 bis 39t dadurch gekennzeichnet, daß sie an jedem Ende einen Teil mit verringertem Außendurchmesser aufweisen.

41) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 tis

40, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke in der Mitte der Längsausdehnung der Muffe vier- bis fünimal größer ist als die Wandstärke an jedem Ende der Muffe.

42) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 bis

41, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich an jedem Ende konisch verjüngen.

43) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß sie an jedem Ende einen Doppelkegelteil aufweisen.

44) Rohrförmige Verbindungselemente nach Anspruch 30 tis 43» dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem der Metalle gemäß Anspruch 10 bis 14 bestehen.

45) Verfahren zur Herstellung von hohlen Formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Metall mit Gedächtnis (memory metal) hergestellte hohle Formteile aus einer ursprünglichen Form zu einer ausgeweiteten Form deformiert und die Formteile bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur des Metalls in der ausgeweiteten Form hält.

46) Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Formteile anschließend auf wenigstens die Ubergangstemperatur des Metalls gekühlt werden.

47) Verfahren nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile in einer ihrer Herstellungsstufen eine sekundäre Deformierung in der oben

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beschriebenen Weise erhaltene

48)Verfahren nach Anspruch 47t dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Deformierung eingeführt wird, indem die Porrateile unterhalb der Übergangstemperatur durch eine Kraft, die größer ist als die zur Einführung der maximalen thermisch rückstellfähigen Deformierung notwendige Kraft,deformiert werden.

49) Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Deformierung oberhalb der IJbergangs-

^ temperatur eingeführt wird.

50) Verfahren nach Anspruch 49» dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Deformierung eingeführt wird, indem die Formteile erhitzt und um einen Gegenstand geschrumpft werden, dessen Abmessung größer ist als die entsprechende Abmessung der ursprünglichen Hochteirperaturform des Formteils.

51) Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand»um den die Formteile geschrumpft werden, elastisch ist,

52) Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, fc daß die Formteile um einen elastischen Gegenstand gemäß Anspruch 17 bis 20 geschrumpft werden.

Verfahren zur Herstellung von Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu verbindenden Teile In ein hohles Formteil gemäß Anspruch 21 bis 29 oder in ein rohrförmiges Verbindungselement gemäß Anspruch 52 bis 44 einführt und das hohle Formteil oder das rohrförmige Verbindungselement fest um die zu verbindenden Teile schrumpft, indem man seine Temperatur über die Übergangstemperatur des Metalls erhöht.

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54) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formteil nach Anspruch 1 bis 20 oder 24 bis 29 oder ein rohrförmiges Verbindungselement nach Anspruch J50 oder Jl oder ~5h bis 44 ausweitet, indem man seine Temperatur wenigstens auf die Übergangstemperatur des Metalls senkt, die zu verbindenden Teile in das ausgeweitete Formteil oder das ausgeweitete Verbindungselement einführt und dann das Formteil oder Verbindungselement fest um die zu verbindenden Teils schrumpft, indem man seine Temperatur über die Übergangstemperatur des Metalls erhöht.

55) Verfahren zur Herstellung von Rohrverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die gegeneinander stoßenden Rohrenden in eine thermisch schrumpfbare röhrförmige Aufschiebmuffe gemäß den vorstehenden Ansprüchen einführt und die Temperatur der Aufschiebmuffe über die Übergangstemperatur des Metalls erhöht und hierdurch die Aufschiebmuffe fest um die Rohre schrumpft.

5.6) Verbindungen einschließlich Rohrverbindungen, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 53 bis 55.

57) Rohrverbindungen, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Rohre, die durch ein rohrförmiges Verbindungselement gemäß Anspruch 1 bis 55» dessen Enden eine verringerte Dicke aufweisen, und das an seinen Enden nur einen leichten positiven Druck auf die Rohre ausübt, verbunden sind.

58) Rohrverbindungen, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Rohre, die durch ein rohrförmiges Verbindungselement gemäß Anspruch 1 bis 55 verbunden sind, das etwa in der Mitte seiner Läng3dimension eine Ausnehmung von

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größerem Innendurchmesser aufweist, wobei die Verbindung so hergestellt ist, daß die gegeneinanderstofienden Enden der Rohre in dieser Ausnehmung so aufeinandertreffen, daß das Verbindungselement die gegeneinanderstoßenden Enden in diesem Bereich nicht berührte

59) Rohrverbindung, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Rohre, die durch ein Verbindungselement gemäß Anspruch 1 bis 55 verbunden sind, wobei das Verbindungselement mit Zähnen, die aus mehreren konischen Absiinitten gebildet werden, versehen ist und der Winkel jedes konischen Abschnitts genügt, um die gesamte

fc freie natürliche Ausdehnung der Rohre, die durch die Schrumpfung des Verbindungselements über die Rohre verursacht wird, aufzunehmen.

60) Rohrverbindungen nach Anspruch 59» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen ungefähr der axialen Deformierung der Rohre entspricht, die durch einen der Zähne bei der Schrumpfung der Muffe um die Rohre verursacht wird.

61) Rohrverbindungen, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Rohre, die durch ein rohrförmiges Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 55 verbunden sind, wobei die

^ . kleinste Wandstärke des rohrförmigen Verbindungs-" elements unter einem gegebenen Innendruck eine radiale Ausdehnung zur Folge hat, die etwas geringer ist als die unter dem gleichen Innendruck eintretende radiale Ausdehnung der zu verbindenden Rohre.

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