DE69003238T2

DE69003238T2 - Verfahren zur herstellung einer mechanischen verbindung mit einem gegenstand.

Info

Publication number: DE69003238T2
Application number: DE90905078T
Authority: DE
Inventors: Michael Kapgan; Richard Kosarczuk
Original assignee: Advanced Metal Components Inc
Current assignee: Aerofit Inc Buena Park Calif Us
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2010-02-23
Also published as: EP0460107B1; WO1990010170A1; JP2961134B2; EP0460107A1; JPH05501143A; DE69003238D1; US5058936A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen zwei Gegenständen, eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine mechanische Verbindung, die mit diesem Verfahren hergestellt ist.
Es ist bekannt, eine mechanische Verbindung mit einem Gegenstand dadurch herzustellen, daß an der äußeren Fläche des Gegenstandes ein Kragen befestigt wird. Über diesen läßt sich dann eine Kraft auf den Gegenstand in Richtung parallel zu dessen Oberfläche ausüben. Diese Verbindungstechnik wird insbesondere zur gegenseitigen Verbindung länglicher Gegenstände, die konstanten Querschnitt aufweisen, benutzt, beispielsweise zur Verbindung von Rohren und Röhren sowie Stangen. Beispielsweise beschreibt die US-34 84 123 eine Rohrkupplung mit einem Kragen, der an einem ersten Rohr starr durch Stauchen des Rohres (was eine radiale Expansion des Rohres beinhaltet) befestigt ist. Die Rohrkupplung umfaßt außerdem ein Verbindungsglied, welches, ebenfalls durch Stauchen, starr am zweiten Rohr befestigt ist. Das Verbindungsglied erstreckt sich über das Ende des zweiten Rohres hinaus und hat eine mit Gewinde versehene Außenfläche. Die Anordnung enthält eine Mutter, die einen radial nach innen ragenden Flansch an einem Ende aufweist, der an dem Kragen anliegt. Die Mutter ist am anderen Ende mit einem Innengewinde versehen, welches mit der mit Gewinde versehenen Fläche des Verbindungsgliedes zusammenwirkt, derart, daß eine Verdrehung der Mutter relativ zum Verbindungsglied die beiden Rohre aufeinander zu drückt.
In jüngerer Zeit wurde vorgeschlagen, einen aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellten Kragen zu verwenden. Hierdurch wird die Notwendigkeit umgangen, einen Gegenstand stauchen zu müssen, um diesen mit dem Kragen zu verbinden. Legierungen mit Formgedächtnis zeigen als Folge ihrer Fähigkeit, einen Übergang zwischen der martensitischen und der austenitischen Phase zu vollziehen, einen Formgedächtnis-Effekt. Der Übergang kann durch eine Veränderung der Temperatur hervorgerufen werden: Beispielsweise beginnt eine Legierung mit Formgedächtnis in der martensitischen Phase in die austenitische Phase überzugehen, wenn ihre Temperatur auf eine Temperatur anwächst, die größer als As ist. Der Übergang ist abgeschlossen, wenn die Temperatur größer als Af ist. Der umgekehrte Übergang beginnt, wenn die Temperatur der Legierung auf eine Temperatur abgesenkt ist, die kleiner als Ms ist, und ist abgeschlossen, wenn die Temperatur kleiner als Mf ist. Die Temperaturen Ms, Mf, As und Af definieren die thermische Umwandlungs-Hystereseschleife einer Legierung mit Formgedächtnis. Ein Gegenstand läßt sich in einer bestimmten Konfiguration formen, während er sich in seiner austenitischen Phase befindet. Wenn er dann derart abgekühlt wird, daß er in die martensitische Phase übergeht, kann er um bis zu 8 % deformiert werden. Die dem Gegenstand dabei verliehene Verformung erholt sich, wenn der Gegenstand daraufhin so erwärmt wird, daß er einen Übergang zurück in die austenitische Phase vollzieht. Weitere Information läßt sich dem Zeitschriftenartikel "Shape Memory Alloys" von L. M. Schetky in "Scientific American", Heft 241, Seiten 68 bis 76 (1979), entnehmen.
Die Verwendung eines Kragens aus einer Legierung mit Formgedächtnis hat den Vorteil, daß erheblich weniger Zeit und weniger Geschicklichkeit von seiten des Monteurs benötigt werden als erforderlich sind, um durch Stauchen einen Kragen anzubringen. Außerdem ist der apparative Aufwand, der zum Einbau eines Kragens aus einer Legierung mit Formgedächtnis erforderlich ist, beträchtlich kleiner als derjenige, der zum Einbauen eines Kragens durch Schweißen benötigt wird.
Üblicherweise weist der Kragen mindestens eine Nut auf, die an seiner Innenfläche ausgebildet ist. Die bzw. jede Nut wird dabei in Längsrichtung durch zwei sich in radialer Richtung erstreckende Umfangs-Formgebungen begrenzt. Wenn beim Stauchen des Gegenstandes oder beim Erwärmen eines Kragens aus einer Legierung mit Formgedächtnis derart, daß er schrumpft, ein wechselseitiges Eingreifen von Gegenstand und Kragen herbeigeführt wird, beinhaltet dies, daß die Umfangsformgebungen in die äußere Fläche des Gegenstandes eingedrückt werden. Dabei wird ein Umfangsabschnitt des Gegenstandes in die Nut in der Innenfläche des Kragens eingedrückt. Dies erhöht den Druck, welchem die Dichtung zwischen dem Kragen und dem Gegenstand zu widerstehen vermag.
Die Formgebungen können die Endwände der Nut sein, die in der sonst gleichförmigen Innenfläche des Kragens ausgebildet ist; dies ist der Fall beim Kragen, der in der US-34 84 123 beschrieben ist. Alternativ können die Formgebungen die Gestalt diskreter, sich in Umfangsrichtung erstreckender Zahnungen einnehmen, die aus der Innenfläche des Kragens herausragen; derartige Zahnungen wurden in Kragen aus einer Legierung mit Formgedächtnis schon benutzt.
Die Kraft, die von einem Kragen aus einer Legierung mit Formgedächtnis radial nach innen ausgeübt wird, wenn er schrumpft, hängt u.a. von der Wandstärke des Kragens ab. Die Wandstärke des Kragens sollte jedoch so klein wie möglich gehalten werden, damit die zur Herstellung der Verbindung mit dem Gegenstand verwendete Anordnung so wenig Platz wie möglich einnimmt.

Zusammenfassung der Erfindung

Ich/Wir haben ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit einen Gegenstand ersonnen, bei welchem ein Kragen aus einer Legierung mit Formgedächtnis verwendet wird und eine Formgebung sich in die äußere Fläche des Gegenstandes als Folge der Kräfte einbeißt, die beim Schrumpfen des Kragens ausgeübt werden, und bei welchen eine andere Formgebung sich in die Fläche des Gegenstandes durch mechanische Verformung des Kragens einbeißt.
Demzufolge schafft die vorliegende Erfindung nach einem Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen zwei Gegenständen, welches umfaßt:
a) um einen der Gegenstände wird ein Kragen, der aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist, angebracht, wobei in die Innenfläche des Kragens eine Nut eingeformt ist, die in Längsrichtung durch zwei radial verlaufende Umfangs-Formgebungen begrenzt ist;
b) die Temperatur des Kragens wird auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur As der Legierung erhöht, wodurch mindestens ein Teil des Kragens zum radialen Schrumpfen gebracht wird, derart, daß eine erste der Formgebungen sich in die Oberfläche des Gegenstandes einbeißt;
c) mindestens ein Teil des Kragens wird radial nach innen mechanisch derart deformiert, daß die zweite Formgebung sich in die Oberfläche des Gegenstandes einbeißt, wobei der Kragen an dem anderen Gegenstand entweder befestigt oder zur Befestigung an diesem geeignet ist.
Die Erfindung schafft außerdem eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Verbindungen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurden. Eine bevorzugte Anordnung umfaßt:
a) einen Kragen, der aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist und an dessen Innenfläche eine Nut ausgeformt ist, wobei die Nut in Längsrichtung durch zwei radial verlaufende Umfangs-Formgebungen begrenzt ist;
b) eine rohrförmige Hülse, die axial über den Kragen derart gezogen werden kann, daß sie den Kragen radial nach innen bis in Berührung mit einen der Gegenstände, der sich innerhalb von ihm befindet, deformiert.

Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Vorteile eines Kragens aus einer Legierung mit Formgedächtnis auf: Es werden weniger Zeit und weniger Geschicklichkeit seitens des Monteurs bei der genauen und kontrollierten Befestigung des Kragens am Gegenstand benötigt, vergleicht man dies mit Krägen, welche durch Stauchen befestigt werden. Wenn einmal der Kragen an dem Rohr durch Erhöhung der Temperatur bis über die Temperatur Af befestigt ist und dabei eine Formgebung dazu gebracht wurde, sich in die Oberfläche des Gegenstandes einzubeißen, kann die Dichtung zwischen dem Kragen und dem Gegenstand durch mechanische Deformation von mindestens einem Teil des Kragens radial nach innen optimiert werden. Dabei wird die andere der beiden Formgebungen dazu gebracht, sich in die Oberfläche des Gegenstandes einzubeißen; ein in Unfangsrichtung verlaufender Teil des Gegenstandes wird in die Nut im Kragen eingedrückt. Die Zeit und Geschicklichkeit, die zur mechanischen Deformierung des Kragens erforderlich sind, nachdem dieser durch Schrumpfung des Kragens befestigt wurde, ist verglichen mit der Zeit und Geschicklichkeit klein, die erforderlich sind, um eine Stauchverbindung zwischen einem Gegenstand und einem Kragen, der nicht aus einer Legierung mit Formgedächtnis geformt ist, zu bewirken.
Im allgemeinen schrumpft der Kragen in der Nähe der zweiten Formgebung radial, derart, daß die Formgebung in Berührung mit der Oberfläche des Gegenstandes steht. Allerdings führt dies im allgemeinen noch nicht dazu, daß sich diese Formgebung in dem gewunschten Ausmaß in die Oberfläche des Gegenstandes einbeißt. Diese teilweise Schrumpfung des Kragens führt zwar nicht zu der gewünschten Abdichtung zwischen Kragen und Gegenstand; sie macht aber den nachfolgenden Schritt, in welchem der Kragen deformiert wird, sehr viel einfacher und erleichtert die Bildung der gewünschten Abdichtung zwischen Kragen und Gegenstand in diesem Deformationsschritt. Dies steht im Gegensatz zu Verbindungen, die durch Stauchen hergestellt werden. Diese werden im allgemeinen nur an hohlen Gegenständen ausgeführt, da es praktischer und effektiver ist, die Verbindung durch Ausweiten des Gegenstandes herzustellen als durch Kompression des Kragens. Das erfindungsgemäße Verfahren dagegen läßt sich in gleicher Weise auf hohle Gegenstände wie Rohre wie auch auf massive Gegenstände wie Stangen anwenden.
Die Art der Deformation, welche auf dem Kragen nach dem Schrumpfen ausgeübt wird, ist derart, daß eine komplizierte Stauchausrüstung nicht benötigt wird, die zu ihrer Bedienung hohe Geschicklichkeit erfordern würde. Vorzugsweise wird der Kragen dadurch nach innen deformiert, daß eine rohrförmige Hülse axial über ihn gezogen wird. Beispielsweise kann die Hülse in der Berührungszone zwischen Kragen und Hülse innen konisch geformt sein oder der Kragen kann außen konisch geformt sein oder vorzugsweise sind beide Teile konisch geformt. Wenn beispielsweise der Kragen außen konisch geformt ist, erstreckt sich die Konizität vorzugsweise über das Gebiet, welches die zweite Formgebung enthält. Die äußere Abmessung des Kragens verringert sich auf dasjenige Ende des Kragens zu, von welchem aus die Hülse beim Verformungsschritt gezogen wird.
Vorzugsweise sind die Berührungsflächen von Kragen und Hülse so ausgestaltet, daß zwischen ihnen eine Dichtung gebildet wird. Beispielsweise kann eine der Berührungsflächen, im Querschnitt gesehen, am Berührungspunkt konvex und die andere Fläche linear sein. Noch mehr bevorzugt ist, wenn die Dichtung durch eine Elastizität der Deformation von Kragen und Gegenstand verstärkt wird.
Das erfindungsgemäße Verbindungsverfahren behält nicht nur die oben erläuterten Vorteile von Verbindungen bei, die unter Verwendung eines Kragens aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt werden. Es hat den weiteren Vorteil, daß die zwischen dem Kragen und einem Gegenstand, an welchem er befestigt ist, erhaltene Dichtung derjenigen überlegen ist, die man erhält, wenn man die bisher bekannten Kragen aus einer Legierung mit Formgedächtnis einsetzt. Bei einer einzigen Größe des Gegenstandes, beispielsweise bei einem Rohr, ermöglicht die Erfindung, daß mit dem Gegenstand eine Verbindung mit einer stärkeren Dichtung hergestellt wird, ohne daß die Querabmessungen des Kragens vergrößert werden. Auf der anderen Seite ermöglicht die Erfindung die Herstellung einer Verbindung mit Dichtungscharakteristiken, die denjenigen ähnlich sind, wenn ein Kragen mit kleineren Querabmessungen eingesetzt wird. Dies kann besonders dort von Vorteil sein, wo der vom Kragen eingenommene Raum begrenzt ist, beispielsweise durch andere Komponenten, die zur Herstellung der Verbindungen mit dem Kragen zusammenwirken.
Die Hülse kann Komponente einer Kupplungsanordnung sein, mit welcher zwei Gegenstände miteinander verbunden werden, und dabei an einem anderen Gegenstand befestigt oder zur Befestigung an diesem geeignet sein. Beispielsweise kann sie ein Verbindungsglied in einer Rohrkupplung der Art sein, wie sie in der US-34 84 123 beschrieben ist.
Die Hülse kann mit einem Schraubgewinde versehen sein, derart, daß sie durch Eingriff des Schraubgewindes mit einem zusammenwirkenden Gewinde einer anderen Komponente und durch Verdrehen dieser Komponente relativ zur Hülse axial über den Kragen gezogen werden kann.
Vorzugsweise ist diese weitere Komponente ein Ring, der eine in axialer Richtung zeigende Fläche an dem Kragen aufweist, derart, daß auf den Gegenstand über den Kragen mittels des Ringes eine axiale Kraft aufgebracht werden kann, wenn der Kragen den Gegenstand ergreift, wobei er sich vorzugsweise mit beiden Formgebungen in die Oberfläche des Rohres einbeißt. Die zusammenwirkenden, in axialer Richtung zeigenden Flächen am Kragen und Ring können senkrecht zur Achse des zu verbindenden Gegenstandes sein, müssen dies aber nicht. Ordnet man die Flächen so an, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Achse stehen, kann die Axialkraft auf den Gegenstand über den Ring und den Kragen ausgeübt werden. Ordnet man jedoch die Flächen so an, daß sie nicht senkrecht sind, kann eine Kraft über den Ring ausgeübt werden, welche den Kragen gegen den Gegenstand drückt. Hierdurch wird die Dichtung zwischen dem Kragen und dem Gegenstand verstärkt. Dies kann bei vielen Anwendungsfällen vorteilhaft sein.
Vorzugsweise ist die Wandstärke des Kragens in der Nähe der ersten Formgebung größer als die Wandstärke in der nähe der zweiten Formgebung. Beispielsweise kann die Wandstärke in der Nähe der zweiten Formgebung weniger als ungefähr 50 %, vorzugsweise weniger als ungefähr 40 %, insbesondere weniger als ungefähr 30 % der Wandstärke in der Nähe der ersten Formgebung betragen. Die größere Wandstärke in der Nähe der ersten Formgebung kann die in axialer Richtung zeigende Fläche abgeben, welche mit einer in axialer Richtung zeigenden Fläche am Ring zusammenwirkt, wie oben erläutert.
Der Kragen kann mit mehr als einer Nut an seiner Innenfläche versehen sein. Die oder jede Nut wird durch zwei sich in radialer Richtung erstreckende Umfangs-Formgebungen begrenzt. Eine oder mehrere der Formgebungen können die Endwände der Nut sein, welche in die im übrigen gleichförmige Innenfläche des Kragens eingeformt ist. Eine oder mehrere der Formgebungen können die Form einer diskreten, in Umfangsrichtung verlaufenden Zahnung aufweisen, welche aus der Innenfläche des Kragens hervorsteht. Eine derartige Zahnung wird im allgemeinen einstückig in die Innenfläche des Kragens eingearbeitet oder in sonstiger Weise dort ausgeformt. Sie kann jedoch auch als Ring ausgebildet sein, der getrennt vom Kragen geformt und hiernach innerhalb des Kragens angeordnet wird. Eine oder beide Formgebungen, welche jeweils eine Nut begrenzen, können die Form einer Zahnung besitzen; außerdem kann eine derartige Nut unter die Innenfläche des Kragens zurückgenommen sein.
Die Eigenschaften der Dichtung zwischen Kragen und Gegenstand können nach Wunsch bestimmt werden, indem eine oder mehrere Formgebungen in ihrer Art, die Gestalt von der bzw. jeder Zahnung (wenn eine oder mehrere Formgebungen die Gestalt einer Zahnung aufweisen), der Abstand zwischen den Formgebungen, die Wandstärke des Kragens in der Nähe von jeder Formgebung, und die Form der Nut im Kragen (gesehen im Querschnitt des Kragens) verändert werden. Die Dichtung kann außerdem durch die Art des Materials des Gegenstandes, insbesondere dessen Härte und Flexibilität, und durch die Kraft beeinflußt werden, welche während der Wärme-Schrumpfung (die durch den Vorgang, mit dem der Kragen geformt wird, beeinflußt werden kann) und während der mechanischen Deformation (die durch die Art des Deformationsschrittes beeinflußt werden kann) beeinflußt werden.
Die Legierung mit Formgedächtnis, aus welcher der Kragen gebildet ist, muß einen Übergang zwischen der martensitischen und der austenitischen Phase durchlaufen können. Die Legierung wird entsprechend den Temperaturen, welchen der Kragen vor, während und nach dem Einbau ausgesetzt ist, und nach den physikalischen Anforderungen, die an den Kragen während seiner Benutzung gestellt werden, gewählt. Die Legierung kann auf Kupfer basieren, beispielsweise, wie in der US-41 44 057 oder US-41 44 104 beschrieben, oder stärker bevorzugt auf Nickel-Titan, beispielsweise wie in der US-37 53 700, US-43 37 090, US-45 65 589 oder US-47 70 725 beschrieben. Ein bevorzugtes Verfahren zur Behandlung einer auf Nickel-Titan basierender Legierung mit Formgedächtnis ist in der US-47 40 253 beschrieben.
Die Schrumpfung des Kragens kann dadurch erzielt werden, daß er auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur As der Legierung erwärmt wird. Vorzugsweise wird der Kragen jedoch auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur Af der Legierung, bei welcher die Schrumpfung des Kragens abgeschlossen ist, erwärmt.
Die thermische Transformations-Hystereseschleife bestimmter Legierungen mit Formgedächtnis, insbesondere bestimmter auf Nickel-Titan basierender Legierungen, ist derart, daß die Legierungen bei Temperaturen deutlich unterhalb Umgebungstemperatur aufbewahrt werden müssen, um einen Übergang von der martensitischen Phase zur austenitischen Phase unter Veränderung der Konfiguration zu verhindern. Dies erreicht man im allgemeinen dadurch, daß die Legierung in flüssigen Stickstoff eingetaucht wird.
Der Kragen aus einer Legierung mit Formgedächtnis kann auch als Komponente einer Anordnung vorgesehen sein, die außerdem enthält (a) einen Ring mit einer in axialer Richtung zeigenden Fläche, welche mit der in axialer Richtung zeigenden Fläche des Kragens derart zusammenwirkt, daß eine axiale Kraft durch den Kragen mittels des Ringes auf den Gegenstand ausgeübt werden kann, wenn der Kragen eine Behandlung durchlaufen hat, unter welcher er schrumpft und den Gegenstand ergreift; und (b) eine Einrichtung, welche lösbar an dem Ring und dem Kragen derart angreift, daß der Ring und der Kragen koaxial zueinander gehalten werden. Die Einrichtung kann an einem Ende geschlossen sein, was die Anordnung axial gegenüber dem Gegenstand positionieren und das Eindringen von Fremdteilchen in den Gegenstand (wenn dieser hohl ist) in der Zeit zwischen der Befestigung des Kragens an dem Gegenstand und der Ausbildung einer Verbindung mit dem Gegenstand über den Kragen verhindern kann. Eine derartige Anordnung sowie Verfahren zur Herstellung mechanischer Verbindungen mit einem Gegenstand und Gegenstände, mit welchen mechanische Verbindungen hergestellt wurden, ist in der US-Patentanmeldung Nr. 07/307 382 beschrieben, deren Erfinder Michael Kapgan und Peter Brooks sind und die am 7. Februar 1989 mit dem Titel "Assembly for forming a mechanical connection to an object" (Veröffentlichungsnummer 4934 743, veröffentlicht am 19. 6.1990) eingereicht wurde. Auf den Inhalt dieses Dokumentes wird auch für die hier gegebene Offenbarung durch Bezugnahme zurückgegriffen.

Kurze Einführung in die Zeichnungen

Figur 1 ist ein Schnitt durch einen Kragen, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar ist;
Figur 2 ist ein Schnitt durch den in Figur 1 gezeigten Kragen, nachdem dieser erwärmt und so zum Schrumpfen gebracht wurde, daß er in Berührung mit der äußeren Fläche eines Rohres gelangte;
Figur 3 ist ein Schnitt durch den Kragen und das Rohr, welche in Figur 2 gezeigt sind, nachdem der Kragen mechanisch dadurch deformiert wurde, daß eine Hülse über ihn gezogen wurde.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles

Figur 1 zeigt einen Kragen 2 aus einer Legierung mit Formgedächtnis. Vorzugsweise ist der Kragen aus einer auf Nickel-Titan basierenden Legierung mit Formgedächtnis, beispielsweise einer Nickel-Titan-Eisen-Legierung, wie in der US-37 53 700, oder einer Nickel-Titan-Niob-Eisen- Legierung, wie in der US-47 70 725 beschrieben, hergestellt. Eine Nut 4 ist in der Innenfläche des Kragens ausgebildet. Die Nut wird in Längsrichtung durch zwei Zahnungen 6, 8 begrenzt, welche von der Fläche des Kragens radial nach innen verlaufen und sich auf ihre Spitzen hin verjüngen. Die Wandstärke eines Abschnitts 10 in der Nähe der ersten Zahnung 6 ist größer als die Wandstärke in der Nähe der zweiten Zahnung 8. Der breite Abschnitt 10 des Kragens ist durch eine in axialer Richtung zeigende Fläche 12 begrenzt.
Das Ende 14 des Kragens, welches der zweiten Zahnung benachbart ist, ist zumindest an der äußeren Fläche des Kragens mit einer Fase versehen.
Zur Verwendung bei einem Titanrohr mit einem Außendurchmesser von 125 mm und einer Wandstärke von 1,25 mm hat der Kragen einen Innendurchmesser von ungefähr 24,5 mm, gemessen in spannungsfreiem Erholungszustand. Die Höhe von jeder Zahnung beträgt ungefähr 125 Mikrometer und die Zahnungen besitzen einen Abstand von ungefähr 2,5 mm. Die Wandstärke des Kragens in der Nähe der ersten Zahnung beträgt (ausschließlich der Höhe der Zahnung) ungefähr 2,5 mm und in der Nähe der zweiten Zahnung ungefähr 0,75 mm. Die Länge des verbreiterten Abschnittes des Kragens in der Nähe der ersten Zahnung beträgt ungefähr 6,5 mm.
Figur 2 zeigt, wie in den Kragen 2 ein Rohr 20 eingeführt ist. Der Kragen ist dargestellt, nachdem seine Temperatur auf einen Wert oberhalb der Temperatur Af der Legierung angehoben wurde. Wenn die Temperatur As der Legierung unterhalb der Umgebungstemperatur liegt (wie dies im allgemeinen bei den oben angesprochenen Nickel-Titan-Eisen- Legierungen der Fall ist), so daß der Kragen vor dem Einbau in einem geeigneten Fluid, beispielsweise flüssigen Stickstoff, aufbewahrt wird, kann seine Temperatur einfach dadurch erhöht werden, daß er aus dem flüssigen Stickstoff herausgenommen wird. Erhöht man die Temperatur des Kragens auf diese Weise, führt dies zu einem radialen Schrumpfen des Kragens. Die Kraft, die von dem breiten Teil 10 des Kragens in der Nähe der ersten Zahnung 6 ausgeübt wird, führt zu einer Deformierung dieser Zahnung und zu einem Einbeißen dieser Zahnung in die äußere Fläche des Rohres 20. Die Kraft, die von dem schmäleren Abschnitt des Kragens in der Nähe der zweiten Zahnung ausgeübt wird, reicht nicht aus, daß sich auch diese Zahnung in die Oberfläche des Rohres einbeißen würde.
Figur 3 zeigt den Kragen 2, nachdem er mechanisch in der Nähe der zweiten Zahnung 8 so defomiert wurden daß diese Zahnung sich in die äußere Fläche des Rohres einbeißt. Der Kragen wird so mittels einer Hülse 22 deformiert, die axial über den Kragen gezogen wird. Die Hülse verjüngt sich innen konisch in der Berührungszone zwischen ihr und dem Ende 14 des Kragens. Auf der Außenfläche der Hülse ist ein Schraubgewinde 24 ausgebildet.
Bei der Hülse 22 kann es sich um ein Verbindungsglied in einer Kupplung der Art handeln, wie sie in der US- 34 84 123 beschrieben ist.
Die Hülse 22 wird mittels eines Ringes 26 über den Kragen 2 gezogen. In der Innenfläche des Ringes ist ein Schraubgewinde 28 ausgebildet, welches mit dem Schraubgewinde 24 in der Außenfläche der Hülse zusamnenwirkt. Der Ring weist eine in axialer Richtung zeigende Fläche 12 auf, welche den breiteren Teil 10 des Kragens begrenzt, derart, daß eine Axialkraft auf das Rohr über den Kragen mittels des Ringes ausgeübt werden kann, sobald der Kragen 2 durch Schrumpfung an dem Rohr 20 befestigt ist, wodurch sich die erste Zahnung 6 in das Rohr verbeißt.
Eine Verdrehung des Ringes 26 gegenüber der Hülse 22 führt dazu, daß die Hülse axial über das Ende 14 des Kragens gezogen wird. Dabei wird dieses Ende des Kragens radial nach innen deformiert, wodurch sich die zweite Zahnung 8 in die äußere Fläche des Rohres verbeißt. Das Rohr wird so in die Nut 4 gedrückt welche in Längsrichtung durch die erste und die zweite Zahnung begrenzt ist.
Ring, Hülse oder beide Teile können mit Abflachungen oder texturierten Flächen versehen werden, an denen ein Angriff zur Verdrehung möglich ist.
Die Berührungsflächen der Hülse und des Kragens sind derart ausgebildet, daß zwischen diesen eine Dichtung gebildet wird. Auf diese Weise kann eine strömungsmitteldichte Verbindung zwischen dem Rohr 20 und der Hülse 22 über den Kragen 2 hergestellt werden. Die Fläche der Hülse ist dabei, im Querschnitt gesehen, linear und die Fläche des Kragens konvex. Eine ähnliche Verbindung kann zwischen der Hülse an deren anderem Ende und einem weiteren Rohr hergestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen zwei Gegenständen, welches umfaßt:

a) um einen der Gegenstände (20) wird ein Kragen (2) aus einer Legierung mit Formgedächtnis angebracht, wobei in die Innenfläche des Kragens eine Nut (4) eingeformt ist, die in Längsrichtung durch zwei radial verlaufende Umfangs-Formgebungen (6, 8) begrenzt ist;

b) die Temperatur des Kragens wird auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur As des Kragens erhöht, wodurch mindestens ein Teil (10) des Kragens zum radialen Schrumpfen gebracht wird, derart, daß eine erste der Formgebungen sich in die Oberfläche des Gegenstandes einbeißt;

c) mindestens ein Teil des Kragens wird radial nach innen mechanisch derart deformiert, daß die zweite Formgebung sich in die Oberfläche des Gegenstandes einbeißt, wobei der Kragen an dem anderen Gegenstand befestigt oder zur Befestigung an diesem geeignet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die zweite Formgebung (8) in der Nähe eines Endes des Kragens (2) angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem mindestens eine der Formgebungen (6, 8) die Form einer Zahnung aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Kragen radial dadurch nach innen deformiert wird, daß eine rohrförmige Hülse (22) axial über den Kragen (8) gezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem zumindest in der Berührungszone zwischen Kragen und Hülse die Hülse (22) innen oder der Kragen außen oder beide Teile konisch sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die einander berührenden Flächen des Kragens (2) und der Hülse (22) so ausgebildet sind, daß zwischen ihnen eine Dichtung gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Hülse (22) mit einem Schraubgewinde (24) versehen ist und axial über den Kragen dadurch gezogen wird, daß das genannte Schraubgewinde in ein zusammenwirkendes Gewinde (28) an einer anderen Komponente (26) eingreift und daß die Komponente gegenüber der Hülse verdreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die genannte weitere Komponente (26) ein Ring ist, der eine in axialer Richtung zeigende Fläche aufweist, welche mit einer in axialer Richtung zeigenden Fläche (12) am Kragen (2) derart zusammenwirkt, daß eine axiale Kraft auf den Gegenstand durch den Kragen mittels des Ringes ausgeübt werden kann, wenn der Kragen den Gegenstand (20) ergreift.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Wandstärke des Kragens in der Nähe der zweiten Formgebung (8) kleiner als die Wandstärke in der Nähe der ersten Formgebung (6) ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem die Wandstärke in der Nähe der zweiten Formgebung (8) kleiner als ungefähr 40 % der Wandstärke in der Nähe der ersten Formgebung (6) ist.

11. Anordnung zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen zwei Gegenständen mit einem Verfahren nach Anspruch 1, welche umfaßt:

a) einen Kragen (2), der aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist und an dessen Innenfläche eine Nut (4) ausgeformt ist, wobei die Nut in Längsrichtung durch zwei in radial verlaufende Umfangs-Formgebungen (6, 8) begrenzt ist;

b) eine rohrförmige Hülse (22), die axial derart über den Kragen gezogen werden kann, daß sie den Kragen radial nach innen bis in Berührung mit einem der Gegenstände, der sich innerhalb von ihm befindet, deformiert.

12. Anordnung nach Anspruch 11, bei welchem die Hülse (22) mit einem Schraubgewinde (24) versehen ist und die Anordnung eine Komponente (26) mit einem zusammenwirkenden Schraubgewinde (28) enthält, derart, daß die Hülse axial über den Kragen gezogen werden kann, indem die zusammenwirkenden Schraubgewinde ineinander eingreifen und die Komponente gegenüber der Hülse verdreht wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, bei welcher der Kragen (2) eine in axialer Richtung zeigende Fläche (12) aufweist und die genannte Komponente ein Ring (26) ist, welcher eine in axialer Richtung zeigende Fläche aufweist, welche derart mit der in axialer Richtung zeigenden Fläche am Kragen zusammenwirkt, daß eine axiale Kraft auf den Gegenstand durch den Kragen mittels des Ringes ausgeübt werden kann, wenn der Kragen den Gegenstand ergreift.

14. Anordnung nach Anspruch 11, bei welcher die Wandstärke des Kragens in der Nähe einer ersten der Formgebungen (6) größer als die Wandstärke in der Nähe der zweiten Formgebung (8) ist.

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei welcher die Wandstärke in der Nähe der zweiten Formgebung (8) kleiner als ungefähr 40 % der Wandstärke in der Nähe der ersten Formgebung (6) ist.