JPH0135211B2 - - Google Patents

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JPH0135211B2
JPH0135211B2 JP58124056A JP12405683A JPH0135211B2 JP H0135211 B2 JPH0135211 B2 JP H0135211B2 JP 58124056 A JP58124056 A JP 58124056A JP 12405683 A JP12405683 A JP 12405683A JP H0135211 B2 JPH0135211 B2 JP H0135211B2
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JP
Japan
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sleeve member
heat
sleeve
teeth
shrinkable
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Application number
JP58124056A
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Japanese (ja)
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JPS5993242A (en
Inventor
Riito Maachin Chaaruzu
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Raychem Corp
Original Assignee
Raychem Corp
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Publication date
Application filed by Raychem Corp filed Critical Raychem Corp
Publication of JPS5993242A publication Critical patent/JPS5993242A/en
Publication of JPH0135211B2 publication Critical patent/JPH0135211B2/ja
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【発明の詳細な説明】 本発明はメモリー金属を利用する管継手用器具
に関する。 熱回復可能物品、すなわち最初の熱安定性の形
態から第2の熱不安定性形態へ変形されておりか
つ熱だけを適用することによつて上記の最初の形
態に向つてもどるかまたは回復しうる物品の種々
の分野で数多くの用途を有している。このような
物品は典型的には重合体物質、特に架橋ポリマー
から造られかつ、たとえば米国特許第2027962号
(Currie)および3086242号(Cook他)の各明細
書に記載されている。 最近、このような物品が「メモリー金属」また
は「メモリー合金」としばしば呼ばれる或る種の
金属からつくりうることが発見された。これらの
金属は或る転移温度、多くの場合マルテンサイト
状態とオーステナイト状態との間にある転移温度
を通過させた場合に強度および形態特性の変化を
示す、またこれらの金属から作られた物品は、マ
ルテンサイト状態で且つ、低温状態にある間に変
形させることによつて熱回復可能な物品の製造に
使用できる。その物品の変形された形態は、転移
温度よりも上に温められてオーステナイト状態に
なつて元来の形態へ回復するまで維持される。こ
の材料を熱不安定性形態に置くために使用される
変形は通常熱回復性可塑性変形と呼ばれ、或る場
合には転移温度よりも上でその物品に歪みを導入
することによつて与えることができ、その場合そ
の物品は転移温度を通して冷却する際に変形され
た形態をとるものである。その転移温度は一つの
温度範囲であつてもよく、かつ通常はヒステリシ
スが起きるのでその転移が生じる正確な温度は温
度が上昇しつつあるか下降しつつあるかによると
理解される。さらに、その転移温度はその材料に
加えられた歪力、歪力の増加にしたがつて上昇す
る温度等々の変数の函数である。 このようなメモリー金属の中で特筆すべきもの
としては、たとえば米国特許第3174851号、
3351463号、3753700号、3759552号各明細書、英
国特許第1327441号および1327442号各明細書なら
びにNASA発行SP5110、「55−Nitinol−メモリ
ー合金、等」(米国政府印刷局、ワシントンD.
C.1972年)に記載されているチタニウムおよびニ
ツケルの種々の合金があるが、それらの記載内容
は本明細書において参照するものとする。しかし
ながら、熱回復可能の性質はこのようなチタニウ
ム−ニツケル合金にのみ限定されるものではな
い。したがつて、たとえば種々のベーター真鍮合
金がこの性能を示す。たとえばN.Nakanski達の
Scripta Metallurgica 5、433〜440ページ
(Pergamon Press1971)に示されている。この
ような物質はそれらの転移温度を低温系へ低める
ために公知技術によつてドープを行うことができ
る。同様に、E.Enami達によつて同上文献の663
〜68ページに、このような性質を有するものとし
て304ステンレススチールが示されている。これ
らの記載内容も同様に本明細書において参照す
る。 英国特許明細書第1327441号および1327442号
は、この熱回復可能の性質を、宇宙飛行用水圧系
統およびその他の導管系といつたような円筒状の
基体を結合するために有用な単一構造の収縮性部
材(すなわち、熱回復の力がその中で放射状に内
部へ向けられている管状物品)を製作するために
どのように利用するかを記載している。このよう
な熱回復可能な継手の製作において、その継手は
たとえば液体窒素中へ浸漬することによつてそれ
らの転移温度よりも低く冷却し、かつ継手の元来
の内径よりも大きな寸法となるように外側へテー
パーの付いたマンドレルを継手に押しつけること
によつて継手が直径方向に拡大される。 この種の単一構造の熱回復可能金属継手におい
ては、その継手の内表面は直径方向の拡大に先立
つて機械加工され継手が後で管状基体の回りで熱
回復して基体の表面に「食込む」かさもなければ
その表面を変形させる歯が与えられる。これによ
つて得られた物品の引張り応力に対する抵抗性が
向上されかつ特別の場合には継手と基体との間の
境界面の気密が達成される(本明細書で用いられ
る「気密」という用語は、管継目で見られるよう
に継手と基体との境界面で、窒素で211Kg/cm2
(3000psig)に加圧された物品が水中に浸漬され
たときに5分間にわたつて1分間当り1個よりも
多くの気泡を通さないという能力を意味してい
る)。 単一構造の熱回復可能金属継手の内表面にこの
ような歯を用意することから多くの問題点が生じ
る。先ず第一に、この歯はマンドレルでの拡大中
に強大な局部的圧力にもたらされ、その結果歯は
次の状態を惹き起す欠点がしばしば生じる。すな
わち(イ)その継手に気密継目を形成させる能力を損
なうこと。(ロ)その継目の引張り強度を減少するこ
と。(ハ)その継目が対抗しうる圧力量を低くするこ
と。第二に、熱回復性を持ちやすい多くの金属材
料は機械加工が困難なことである。 従来使用されている継手が単一構造であるとこ
ろから他の問題点も生じる。その一つとして、こ
のような継手は温かい基体上に置かれた場合には
回復が早過ぎ、その場合には継手を基体上の正当
な位置に置く前に回復が生じることを防ぐために
特別な冷却具を使用することが必要である。さら
に、その使用に先立つてマンドレルによる拡大を
助けるために用いられた継手内表面上に附着した
すべての潤滑剤が除去されていることを確認する
ために厳しい品質管理が必要である。最後に、熱
回復性を持ちやすい材料の範囲をいくらか限定す
ることによつて、或る場合には、機械的、化学的
および電気的な観点から継手と基体材料との間の
最適な組合せが妨げられることがある。たとえ
ば、腐食性との兼合い、熱収縮性、クリープ抵
抗、密封性、弾性モジユラスの適合性および高温
強度等の観点から妨げられることがある。 本発明はメモリー金属でつくられた熱収縮性部
材および上記の熱収縮性部材の内側に位置するス
リーブ部材から構成され、スリーブ部材がその材
料がその器具と結合すべき管状基体との間のしつ
かりした継手の形成を助長するような形態を有し
および/またはそのような材料でできている管継
手用器具を提供する。 本発明はまたメモリー金属でつくられた熱収縮
性部材およびそのメモリー金属部材の内側に置か
れるに適したスリーブ部材から成る上記の器具を
つくるための部品一式を提供するものである。 本発明はメモリー金属で造られている中空の熱
収縮性部材、特に管状部材に対して特に応用され
うるものである。 本明細書中で用いる「管」または「管状」とい
う用語は正円筒状の中空部材に限定されるもので
はなく、不規則および/または種々の断面を有す
る部材、およびたとえばY形、T形、およびX形
の部材をも含むものである。特に好ましい部材は
管状の熱収縮性部材である。このような器具にお
いては、そのスリーブ部材は熱収縮性メモリー金
属部材内に工合よく位置していることが好ましい
挿入部材であり、たとえば管状の熱収縮性部材中
に工合良く位置しかつ同軸的に、たとえば同心的
にその中に配置されている管状挿入物である。 そのスリーブ部材は、たとえばチユーブのよう
に一体形として形成しても良いが本発明はこのよ
うな形に限定されるものではなく、たとえば分割
した円筒形(「円筒」という用語は一般的な感覚
で使われているものであつて正円形断面に限定さ
れるものではない)およびその他の形状を使用す
ることも或る場合には有利である。本明細書で後
述するように、必ず必要なことはそのメモリー金
属部材の表面の少なくとも実質的な部分をそのス
リーブ部材がカバーすることであると認められる
が、そのメモリー金属部材はもしそうでなければ
継手中に基体と直接に接触することになる。 そのスリーブ部材は熱収縮性部材の回復の際に
スリーブ部材の寸法の少なくとも一つが変化しか
つその寸法の変化が基体にしつかりかみ合うよう
な寸法、形状になることが好ましい。 本発明の好ましい実施態様の一つにおいては、
スリーブ部材はその主表面の少なくとも一部にそ
の器具の回復に当つて器具と基体との間にしつか
りとしたかつ好ましくは気密な密封を作るための
手段が設けられる。このような手段は、好ましく
はスリーブ部材の主表面上にある少なくとも一つ
の歯から成つている。その器具の好ましい管形態
を参照すれば、その歯は好ましくは放射状に配置
され、更に好ましくは上記スリーブ部材の縦軸の
回りに円周状に形成される。有利にはそのスリー
ブ部材にはその中間点のそれぞれの側に複数個の
歯が設けられている。 しかしながら、良好な密封を与えるためにはま
た別の手段が用いられてもよく、たとえばそのス
リーブ部材には焼鈍されたアルミニウムまたは銅
のような変形しうる材料の環が設けられてもよ
く、またたとえば弗化炭素またはその他の重合体
物質で被覆されるかまたは容易に変形されうる金
属でメツキされてもよい。 そのスリーブ部材には有利にはその主表面のそ
れぞれの上に、それ自体と熱収縮性金属部材との
間および継手用器具と管状基体との間に良好な接
触を確立するような手段が設けられてもよく、た
とえばその主表面のそれぞれには1個またはそれ
よりも多くの歯が設けられてもよく、かつ好まし
くはそれぞれにはその中間点のそれぞれの側の上
に複数個の歯が設けられる。有利にはこのような
歯は対にして配列してもよく、その一方はそのス
リーブ部材の外側に形成され、他方はそのスリー
ブ部材の内側に形成される。勿論、その歯の数、
形状および配置場所はその歯および基体が作られ
ている材質ならびにそれらの間に所望のかみ合せ
の型にしたがつて変わるであろう。 本発明の別の好ましい実施態様においては、そ
のスリーブ部材は少なくとも一つの弱められた壁
部分を、好ましくは少なくとも一対の弱められた
壁部分を有する。たとえば、その弱められた部分
は壁に開けた細孔であつてもよく、また「薄い扁
平部分」、すなわちその壁の厚さが部分的に減少
されていてもよく、好ましくはこれらの細孔およ
び薄い扁平部分はスリーブ部材の軸に平行に配列
されかつ細孔あるいは薄い扁平部分の対は好まし
くはその円周方向で比較的均一なスリーブ部材の
変形が回復に当つて生じるように対称的に配置さ
れる。好ましくはその細孔および薄い扁平部分は
スリーブ部材の端から等距離にありかつ弱められ
ていない中間点の両側にしかもその中間点から等
距離に細孔または薄い扁平部分の少なくとも2つ
の対を用意することが有利である。その薄い扁平
部分はスリーブ部材の外表面上に形成されること
が好ましい。 弱められたスリーブ部材の他の好ましい形態で
はその外側表面はいずれもその端と隣接している
点における最大の壁厚みから凡よそその中間部で
の最小の厚みに向けてテーパーが付いており、そ
のスリーブ部材の内表面は均一であることが好ま
しい。 上記のすべての場合においてそのスリーブ部材
の表面に前述の歯を複数個を好ましくはその中間
点のどちらの側にも設けることが好ましい。また
別に、或は追加的に、後述するように摩損し易い
物質から挿入スリーブを作ることもまた好まし
い。 本発明のまた別の好ましい態様においては、そ
のスリーブ部材は摩損し易い物質、たとえば金属
からつくられる。「摩損」とは摩損し易い金属同
士の親和力から生じる状態を指すものであり、こ
れはそれら金属からつくられた物品のこすり合せ
表面で通常の摩擦による効果を越えて、局部的に
溶接したように焼付きを生じ、それに続いて割
れ、破砕が起り、表面の粗さの増大が生じる。 American Society for Metals、第8版
(1961)、メタルズ ハンドブツク第1巻第18ペー
ジ参照。(本明細書で使用されているように、「金
属」という用語は特に制限しない限り純粋な金属
および合金化金属の両方を意味する)。摩損し易
い金属は相互に摩損してもよく、また硬度、表面
特性および化学的性質という点で類似の他の金属
を摩損してもよい。特定の摩損し易い金属にはチ
タン、アルミニウム、マグネシウムおよびジルコ
ニウムが含まれ、かつ本発明のスリーブ部材はこ
のような金属からつくることができる。好ましい
スリーブ部材は商業的に純粋なチタン、たとえば
チタニウム50Aからつくられる。好適なチタン合
金の一つはTi−3Al−2.5Vと名付けられるもので
あつてチタン−アルミニウム−バナジウム合金で
ある。好ましいアルミニウムスリーブ部材は6061
アルミニウムシリーズ、好ましくは6061T6アル
ミニウムからつくられる。それらの合金は約1%
マグネシウム、0.6%珪素、0.25%銅および0.25%
クロム、ならびに残余のアルミニウムから成つて
いる。スリーブ部材に対するその他の好適な材料
には商業的に純粋なジルコニウム、ジルカロイ2
(約1.5%すず、0.12%鉄、0.1%クロム、0.005%
ニツケル、および残余のジルコニウムを含有す
る)がありこれはオレゴン州Albanyの
Zirconium Tech.Corp.から入手される合金であ
る。またたとえばDow Chemical Corp.から入手
されるマグネシウム合金もあげられ、それらは
AZ 31B−F(約2.5−3.5%アルミニウム、0.7−
1.3%亜鉛、最低0.2%マンガン、および残余のマ
グネシウムを含む)およびZK 60A−T5(約4.8−
6.2%亜鉛、0.45%ジルコニウム、および残余の
マグネシウムを含む)と名付けられている。 たとえば、或る場合にはそのスリーブ部材は摩
損し易い金属から形成された単純な管状スリーブ
部材であつてもよく、かつスリーブ部材と熱収縮
性部材との間またはスリーブ部材と基体との間の
いずれにも良好な密封を確実にするためにその他
の手段を用意する必要がない。良好な密封を行な
わせるためにそのスリーブ部材(上記したよう
な)上にその他の手段が設けられるが、その手段
がそのスリーブ部材の主表面の一つにだけ設けら
れる場合には、この場合もまたそのスリーブ部材
を摩損し易い物質からつくることが多くの場合有
利である。簡単に述べれば、スリーブ部材と熱収
縮性部材との間の境界面またはスリーブ部材と基
体との間の境界面のいずれににおいても接触表面
が共に実質的に均一な場合には、そのスリーブ部
材を摩損し易い物質からつくることが有利であ
る。摩損し易い物質の使用によつて与えられる利
点を最高に得るためには、そのスリーブ部材の表
面の粗さがどのような特別な用途においてもそれ
が接触する表面の一つの粗さまたはそれよりも多
くと同様の粗さであることが望ましい。たとえ
ば、それに対してその器具が用いられる水圧導管
系に対してはスリーブ部材の全般的に均一な表面
が約3.18ミクロン(約125マイクロインチ)以下、
より好ましくは1.6ミクロン(63マイクロインチ)
以下のプロフイロメーター粗さを有利に示すであ
ろう。 これまでの論議から認められるように、スリー
ブ部材の寸法、形態および材質は、熱収縮性金属
部材、基体および本発明の器具が使用されるべき
環境の特質を配慮して、効果的な作用が得られる
ように選択される。このようにして、上記の論議
はスリーブ部材上に歯を設けること、スリーブ部
材に弱められた部分を設けることおよび摩損し易
い材質からスリーブ部材を形成することにそれぞ
れ向けられているが、与えられたスリーブ部材が
これらの要件のいずれか2つまたは3つ全部を組
み合わすことができ、しかも実際にどのような用
途においてもその作用を改変して別の設計態様お
よび/または材質を包含することも明白であろ
う。 たとえば、そのスリーブ部材には重合体物質ま
たは変形可能な金属の被覆が前述のように、たと
えば収縮に際しての気密な密封の形成を促進する
ように設けてもよい。さらに、そのスリーブ部材
にはその構造の或る部分だけに歯および/または
弱められた部分を設けてもよい。 本発明の或るいくつかの具体例においてはその
スリーブ部材にはそれ自身、総括的な作用を促進
させるために挿入物または外部の補助部材が設け
られる。このことが有利である特別の場合は、ス
リーブ部材と熱収縮性金属部材との間の適合性の
要求がスリーブ部材と基体との間のそれと異る場
合、あるいはたとえば2つの水圧パイプ基体間に
流体を通さない継手を形成するような場合のよう
に、そのスリーブ部材の各部分は2つの異つた機
能、たとえばパイプでの適正な機械的な結合する
機能およびパイプ間の機能のもとに耐食性の密封
を形成する機能を満すことが要求される場合であ
る。 逆に、全般に平滑な耐食性表面を有するスリー
ブ部材にその中間点から離れた位置にある1個ま
たはそれよりも多くの歯のついたスリーブ部材を
設けることも適当である。同様に、熱収縮性金属
部材と全体的な適合性を有するスリーブ部材に耐
食性密封の目的およびその基体(基体群)との適
正な機械的継手を与える目的でスリーブ部材を設
けることもまた或る場合には有利であることが判
つた。 そのスリーブ部材には別の補助的挿入部材の適
正に位置付けするために、溝またはその他のくぼ
みまたはそれ以外の形状の部分が設けられてもよ
い。さらに、そのスリーブ部材および/または補
助的挿入物部材はしつかりした位置決めを助長す
るために弾性てあつてもよい。 そのスリーブ部材にこのような別の補助的挿入
物部材を設けるべき場合には、それに対して細孔
を設けるかまたはそれを縦長の分割したスリーブ
部材に形成してその別の補助的挿入物部材を定め
られた位置におくように上記の細孔を通すかまた
はその細孔を通して挿入されうるようにすること
が有利でる。しかしながら、このことはすべての
場合本質的なことではなく、たとえばその補助的
挿入物部材をスリーブ部材の一端から押入れるこ
とも可能であろう。 本発明は熱収縮性金属部材に歯が設けられた或
る場合に生じる不利を避けることに特に向けられ
ているのではあるが、歯を設けたことによつてと
きどき生じる問題点、たとえば機械加工の困難
性、変形、たとえば心棒による拡大の間に生じる
歯の変形等は必ずしも常に重大であるとはいえな
い。たとえば、いくらかの熱収縮性合金は比較的
に機械加工が容易であり、かつ或る種の応用面に
おいては変形操作中のいくらかの歯の変形はそれ
程重大ではないであろう。さらに、このように歯
を設けるときには一層有利となりうるであろう。
したがつて、本発明はまたその熱収縮性部材に、
たとえばその主表面の一つまたは以外の表面の多
くに歯が設けられているといつたように手段が設
けられている器具を包含するものであり、平滑な
表面の回復可能な熱収縮性部材のみに限定される
ものでないことは明白である。 本発明の好ましい管状器具においては、そのス
リーブ部材の長さは熱収縮性部材の長さLよりも
大きくても、等しくてもまたはそれよりも小さく
てもよい。しかしながら好ましくは、そのスリー
ブ部材は収縮した部材の反対端に隣接して歪み除
去をなしうるようにその熱収縮性部材のそれぞれ
の端から突出している。このような場合にはその
スリーブ部材の長さは好ましくは約L+2Diより
も大きくないが、ここでDiはその熱収縮性部材
の内径であり、かつさらに好ましくは約L+Di
よりも大きくはない。 その器具のスリーブ部材、たとえば挿入物は金
属質であることが好ましい。しかしながら、金属
様の性質を有するが厳格にいえば非金属のような
その他の材質、たとえば黒鉛、黒鉛とガラスとの
複合体などはまた或る種の用途に使用されうるで
あろう。好適な物質が公知であるかつこの技術面
の専門家にはその選択が容易であろう。 たとえばステンレススチール、チタンまたはア
ルミニウムで造られた水圧チユーブまたはその他
のチユーブの隣接する長さ間の接合に本発明の複
合体器具を好適に使用するに当り、そのスリーブ
部材はチタンの主割合から成る金属で造られるこ
とが好ましい。チタンスリーブ部材はその基体が
ステンレススチール、たとえば21−6−9ステン
レススチール(21%クロム、6%ニツケル、9%
マンガン)から出来ている場合に特に好ましい。
基体が高度に摩損し易い金属でできている場合に
はそのスリーブ部材はそれが基体と接触させられ
た場合に摩損を生じるであろう程度に摩損し易い
金属でつくることができる。たとえば、基体がチ
タンである場合にそのスリーブ部材はステンレス
スチールとすることができる。之等スリーブ部材
は非弾力性である。 熱収縮性部材に使用するために好ましい金属に
は等原子当量のチタン−ニツケル合金、および特
に米国特許第3759552号および3753700号明細書に
記載の置換3元合金が包含される。 本発明にしたがう継手用器具の好適な寸法を選
択することはこの技術の専門家には容易なことで
ある。しかしながら、説明目的のために公称外径
12.7mm(1/2)インチの管の接合に使用されうる
好ましい熱収縮可能な継手の関連寸法を下記の表
に示す: 変 数 寸法(インチ) 熱収縮可能性部材の長さ 1.75 熱収縮性部材の外径 0.75 スリーブ部材の長さ 2.0 スリーブ部材の内径 0.508 スリーブ部材の肉厚 0.036 スリーブ部材の外径 0.580 熱収縮性部材の内径 0.534 本発明は従来使用されている熱回復可能な金属
継手のすべての欠点を実質的に解決することが認
められる。熱回復可能な部材とその回りでその部
材が終局的に回復される基体との間にそのスリー
ブ部材を挿入することによつて、その基体の種々
の残渣による汚染、たとえば圧縮結合用部材の内
面にしばしば存在する潤滑剤による基体の汚染が
防止され、かつ機械的、化学的および電気的な観
点、すなわち腐食、熱膨張、クリープ抵抗、密封
性、弾性係数、たわみ性および高温強度などの観
点からの適合性に対してスリーブ部材と基体物質
との組合せが決められる。その継手用器具中に設
けられた歯はいずれもそのスリーブ部材上に形成
させることが可能で、このためにそれらはマンド
レルでの拡大中にもたらされる破壊力にさらされ
ることが無い。熱回復可能な部材が歯を有する必
要はないので、それが拡大される様式が簡単にさ
れ、たとえばマンドレルによる拡大とは別にビー
ズまたはボールによる拡大が行なわれうる。さら
に、歪み除去のために単一構造の熱収縮性部材上
に従来設けられていたテーパー付き端の代りに本
発明のスリーブ部材が回復に当つて形成された縦
目に目立つた歪み除去を与えるに十分な量によつ
てその熱収縮性部材の反対端から突出するように
される。このことによつて再び熱収縮性部材の製
造が簡素化され、その熱収縮性部材はそれにした
がつてより小さな機械ブランク、(blank)から
形成され結局高価な金属の節約が可能になる。さ
らに、そのスリーブ部材は冷却された熱収縮性部
材を温かな基体から回復が過度に早くなるのを避
けるに十分な時間絶縁するように作用し、その結
果従来用いられた冷却具やその他の技法にたよる
必要がもはや無くなつてくる。 同様に、歯の使用は本発明にしたがう多くの管
継手用器具において特に有利であるが、摩損し易
い材料からスリーブ部材を造ることによつて引張
り応力に抵抗するように形成された縦目の能力が
目立つて助長されるという点が強調されなければ
ならない。事実、特別の場合に、引張り応力に対
する抵抗は均一な表面を有する摩損し易いスリー
ブ部材が使用された場合の方が、そのスリーブ部
材に基体に食込むかもしそうでなければその基体
を変形させる円周状の複数個の歯を設けた場合よ
りも大きいことが発見された。 次に、本発明を添付の図面により詳述する。 第1図を参照するに、膨張可能円筒スリーブブ
ランク10がカラー支持体11の上に載置され、
この支持体はプラツトフオーム12の環状凹部に
取換可能に支持される。フレーム部材13はこの
アセンブリーを適当な低温液体14たとえば液体
窒素中に懸吊し、スリーブブランク10をその中
に完全に浸漬させる。テーパー状の膨張マンドレ
ル15が部材10内に配置され、スリーブブラン
ク10の上部をマンドレル15のテーパー状部分
または湾曲部16と係合するようにされる。押し
棒17の前端はマンドレル15の後端の凹部18
に収納され、棒17の後端は水圧ラムの前端19
に分離可能に装着されている。ラムが作動する
と、マンドレル15は棒17によつて加えられる
軸方向力で下方向に押され、スリーブブランク1
0をマンドレル15の最大横断方向寸法に等しい
内径まで膨張させる。マンドレル15によりブラ
ンク10が徐々に膨張されるにつれて、マンドレ
ルが通つた膨張ブランク10の部分は棒17によ
り担持されるスリーブ部材20の外表面をスリー
ブブランク10に係合させるのに十分なわづかな
程度後にはね返る傾向がある。一般に、マンドレ
ルの最大横断寸法はスリーブブランク10の非膨
張内径より6〜9%大きい。膨張後、保持された
直径増加は5〜7%程度が普通である。たとえば
膨張前のスリーブブランクが最大横断寸法が
0.593インチであるマンドレルにより内径0.544イ
ンチ膨張された場合、膨張後のスリーブブランク
(即ち熱収縮性部材)はマンドレルが膨張後のス
リーブブランクを通過すると、0.013インチ後に
はね返り、外径0.580の挿入部材をぴつたりと係
合させる。 押し棒17はマンドレル15が通過したらスリ
ーブ部材が供給された熱収縮性部材を通つて落下
する寸法にされる。 もちろん、スリーブ部材を膨張後のスリーブブ
ランクに供給する他の手段は当業者に明らかであ
ろう。たとえば、スリーブ部材は基体を継手と結
合させる直前または結合中に単に手動で熱収縮性
部材に供給することが出来る。 第2a図は端部間を整合した管状基体21およ
び22の隣接端の周囲に配置された第1図を参照
として述べた膨張−アセンブリー法から形成され
る複合継手を示し、第2b図は整合された基体の
周囲で第2a図の複合体の回復より生じるアセン
ブリーを示す。好ましくは、図示の熱収縮性部材
各場合におけるように、スリーブ部材と接触する
熱収縮性部材の表面は一般に均一である、すなわ
ち歯のような不連続設計特徴を実質的に欠いてい
る。第2a図及び第2b図の場合、スリーブ部材
20の外部主要表面は一般的に均一で内部主要表
面は複数の離隔した歯23を有し、この歯は継手
20の内部中間部分に巻き付いている。歯23が
ぶらさがつているスリーブ部材20の本体部の肉
厚は熱収縮性部材の肉厚より薄いのが好ましく、
回復力を最大限に伝達するには出来るだけ薄いの
が最も好ましい。第2b図から分るように、熱収
縮性部材10の回復により歯23が基体21およ
び22を変形させ、形成される接合部の引張応力
に対する抵抗を高める。 当業者には分るように、周縁歯のすべての形状
が本発明の実施で気密密封の形成に適するのでは
ない。しかしながら、一般に第2a図のスリーブ
部材20の内面で形成されているような四角形の
歯がガス漏れに対する抵抗を増大させるのに有効
に使用出来る。しかしながら、この点でよりナイ
フ刃状歯が一般に優れている。 第3aおよび3b図は、端部を整合した管状基
体24および25の隣接端の周囲で熱回復の前後
における本発明により形成された他の複合継手を
示す。スリーブ部材26の2つの主面の中で、内
面は一般に均一であり、外面はスリーブ部材の全
体の周りに周縁部に形成してもしなくてもよい複
数の半径方向歯27を有する。第3b図から分る
ように、熱収縮性部材の回復はスリーブ部材およ
び基体管に隣接する波形を発生させ、これまた形
成される接合部の引張応力に対する抵抗を高め
る。 スリーブ部材の主面が一般に均一である第2お
よび3図の複合継手の各場合において、スリーブ
部材を摩損し易い金属により形成することにより
利点を引き出すことが出来る。 第4aおよび4b図は、端部を整合した管状基
体28および29の隣接端の周囲で回復の前後に
おける本発明により形成された他の複合継手を示
す。第4a図で、スリーブ部材30の内外主面と
も半径方向(好ましくは周縁方向)歯を有する。
好ましくは、回復力を基体に最大限に伝達させる
には、スリーブ部材30上の歯の個々の対が各々
中間部分から等距離の点でスリーブ部材本体から
内外方向に突出する。たとえば、第4a図の対3
1−32の歯を参照。第4b図は第4a図の複合
継手の回復の際形成された接合部を示す。 第5図は、第1図と同じ複合継手用器具の製造
方法を示すが、ただし熱収縮性部材はスリーブブ
ランク40から形成され、スリーブ部材50は摩
損し易い金属からつくられる。手順の方法および
関連寸法は他の点では第1図と同じである。 第6a図は、第5図に示す膨張−アセンブリー
法からつくられる端部間を整合した管状基体51
および52の隣接端の周囲に配置された複合継手
を示し、第6b図は整合基体の周囲で第6a図の
複合体の回復から生じるアセンブリーを示す。第
6a図のアセンブリーの場合、摩損し易い金属か
らスリーブ部材50を形成すると形成される接合
部の引張応力に対する抵抗は高められ、さらに熱
収縮性部材40を通して引張荷重伝達が助けられ
る。スリーブ部材と接触する熱収縮性部材の表面
は一般に均一であり、すなわち歯等のような不連
続設計特徴を実質的に欠いていることが好まし
い。摩損し易い挿入物の使用により与えられる利
点を最適に達成するには、スリーブ部材の表面粗
さは特定の用途でそれが接合する1つまたはそれ
以上の表面の粗さと同様にするのが望ましい。た
とえば複合継手の使用が好ましい水力導管では、
スリーブ部材の一般に均一な表面は好ましくは約
3.18mm(約125ミクロインチ)以下、最も好まし
くは約1.6mm(約63ミクロインチ)以下のプロフ
イロメータ粗さを示す。 気密接合が特定的な用途では、スリーブ部材は
回復された複合継手の外部環境と内部間で気密密
封を行う手段を内面に有するのが好ましい。第7
a図で、熱収縮性部材53には基体の周囲で回復
後気密密封を行うような形状をした離隔されてい
る周縁方向歯56および57によつて境界づけら
れた中間部分55を有するスリーブ部材54が設
けられている。したがつて、第7b図では、回復
した熱収縮性部材53は回復中に歯56および5
7を実際に管状基体58および59に切込ませる
ものとして示されている。基体を変形することに
より、回復中に歯自身を変形することによりまた
は両方の組合せにより適当な形状の歯を用いて完
成接合部の気密を確保することが出来る。もちろ
ん、他の方法でも良い。たとえば、内部中間部分
の両側にあるスリーブ部材の一部は変形可能物質
たとえば焼鈍アルミニウムまたは銅のリングを有
することが出来、たとえばフルオロカーボンまた
は他の重合体物質を被覆することが出来、容易に
変形可能な金属をメツキすることが出来あるいは
回復の際気密密封を行う手段を設けることが出来
る。 前記記載はスリーブ部材が摩損し易い金属から
つくられる熱回復した物品または器具の特性を改
良するためにスリーブ部材が主面の1つまたは両
方に1つまたはそれ以上の歯を有する器具を強調
した。 次に第8a〜12b図はスリーブ部材に弱めら
れた壁部分を形成することにより利点を得ること
が出来る方法を説明する。この弱化は熱収縮性部
材の熱回復の際スリーブ部材の選択的破壊を容易
にし、同時に基体に伝達される圧縮力を選択的に
制御する。 第8aおよび8b図は、各々端部を整合した管
状基体63および64の隣接端の周囲で回復の前
後における本発明により形成された他の複合継手
を示す。スリーブ部材65の2つの主面の中で、
内面は一般に均一であり、外面は端部近くの点で
最大の肉厚を有しかつ中間点66附近で最小の肉
厚を有する均一なテーパーを有し、砂時計の形状
をなしている。第8b図から分るように、熱収縮
性部材の回復はスリーブ部材がその中間点よりは
端部に近い点で基体により大きい圧縮力を及ぼす
ようにスリーブ部材を変形させる。この差異によ
りスリーブ部材と基体は第8b図に示すように変
形され、形成される接合部の引張応力に対する抵
抗が高められる。 弱められた壁部分を有する本発明のスリーブ部
材はスリーブ部材に1つまたはそれ以上の細孔ま
たは細長い薄い扁平部分を形成することによつて
も得られる。薄い扁平部分が肉厚が局部的に低減
されたスリーブ部材外面の領域である。細孔およ
び薄い扁平部分はスリーブ部材の長手方向軸と平
行に配置されるのが好ましい。普通、少なくとも
1対の細孔または薄い扁平部分が配列して用いら
れ、それによりたとえば対称配列によつてその周
囲のスリーブ部材の変形は比較的均一になる。 第9図を参照するに、本発明により形成される
複合手段に対する管状スリーブ部材72の斜視図
が示される。スリーブ部材72は長い寸法がスリ
ーブ部材の長手方向軸と平行な1対の細孔73に
よつて形成された弱められた壁部分を有する。細
孔の中間点はスリーブ部材の中間点に対応し、そ
の端部はスリーブ部材の端部から等距離にある。 第10a図は第9図と類似の管状スリーブ部材
74の斜視図である。しかしながら、スリーブ部
材74では弱められた壁部分はスリーブ部材の長
手方向軸に平行な細長い薄い扁平部分75の1対
により形成される。 第10b図は端部を整合した管状基体76およ
び77の隣接端の周囲で回復後の第10図のスリ
ーブ部材を用いる複合継手の断面を示す。変形の
程度は説明上誇張されている。第10b図から分
るように、薄い扁平部分によりスリーブ部材を弱
めると継手の中心では普通の場合より変形が大き
くなる。これはスリーブ部材と基体間の界面圧を
改良し、それにより継手の圧力状態を改良する。
第9図のスリーブ部材を用いる継手はもし示せば
第10b図と類似の断面を有する。 第11図は本発明の複合継手に有効な他の管状
スリーブ部材78の斜視図である。スリーブ部材
78は弱められていない中間点80の両側に配置
された2対の細孔79により形成される弱められ
た壁部分を有する。 第12a図のスリーブ部材81は第11図のも
のと同じであるが、ただし弱められた壁部分は弱
められていない中間部分83の周囲に配置された
細長い薄い扁平部分82の2つの対である。 第12b図は、端部を整合した管状基体84お
よび85の隣接端の周囲で回復後における第12
a図のスリーブ部材を用いる複合継手の断面を示
す。変形の程度は説明上誇張されている。第12
b図から分るように、薄い扁平部分によりスリー
ブ部材を弱めるとスリーブ部材の端部とその弱め
られていない中間部分との中間の点でスリーブ部
材と基体の変形がより大きくなる。この変形は形
成される接合部の引張応力に対する抵抗を高め
る。 第9図−第12図のスリーブ部材の主面は一般
に均一なものとして示されているが、いずれか1
方または両面に後述するように歯を設けることが
出来る。好ましくは、スリーブ部材の中間部分の
両側に複数の歯が設けられる。最も好ましくは、
歯はスリーブ部材の内面に置かれる。歯の使用は
回復継手の耐引張応力性をさらに改良する。ある
いは、またはさらに、前述したようにスリーブ部
材は摩損し易い物質からつくることが出来る。 スリーブ部材が弱められる程度は熱収縮性部材
の熱回復により圧縮される際その変形程度に決定
することは当業者に明らかであろう。細孔の場
合、弱める程度は細孔の数、長さおよび幅により
決定される。薄い扁平部分の場合、薄い扁平部分
の数、長さおよび幅ならびにその深さが弱める程
度を決定する。 次の図面は挿入部材に前述したような特徴の組
合せを設けた本発明の種々の形態を示すものであ
る。 第13a図では、スリーブ部材90はその中間
部分92の両側に長手方向末端細孔91が設けら
れ、またスリーブ部材によつてなされる基体との
接触を高めるために内部歯93が設けられる。第
13b図から分るように、歯93は細孔91の長
さに等しい長さにわたつて延びている。スリーブ
部材の中間部92では、内面は密封目的のために
滑らかである。このようなスリーブ部材はたとえ
ばモネル合金から有利につくることが出来る。 第14図は中間部の両側に複数の細孔95を設
けた同様のスリーブ部材94を示す。しかしなが
ら、この場合細孔はスリーブ部材の端部まで延び
ていない。第13b図のように、スリーブ部材は
細孔の近くに複数の歯を設けることが出来る。こ
のようなスリーブ部材はたとえば銅−ニツケル合
金からつくることが出来る。 次の図面はさらに補助スリーブ部材を設けるこ
とを説明する。第15a図では、第13aおよび
14図のスリーブ部材と同様に細孔101を設け
たスリーブ部材100が示される。しかしなが
ら、この場合スリーブ部材それ自体には内部歯が
設けられない。その代り、第15bに示すように
補助スリーブ部材103が設けられる。第15c
図はスリーブ部材103の内部形状の断面を示
す。補助スリーブ部材103はスリーブ部材10
0に押し込むことが出来る。補助部材103を設
ける代りに、内面が歯状または平らであることが
出来る一連のリング部分をスリーブ部材100に
設けることが出来る。これらはスリーブ部材10
0に1端または両端から押し込むことにより挿入
することが出来る。あるいは、それらは細孔10
1を通して挿入し、次いで所定の位置に位置させ
ることが出来る。この目的のために、たとえば第
15a図の細孔102に示すように細孔101の
1つまたはそれ以上を拡大するのが有利である。 ある場合には、他の補助部材たとえば部材10
3を用いて主スリーブ部材たとえばスリーブ部材
100を省略することが出来る。 スリーブ部材100および他の補助部材たとえ
ば103に使用される物質の性質は駆動体部材お
よび基体と良好な適合性を確保するように選ぶこ
とが出来ることは理解されよう。このようにし
て、たとえば歯の硬度および腐食適合性は設計選
択で独立の変数になることが出来る。第16a図
は4個の長手方向細孔105を設けスリーブ部材
104の他の形を示すもので、細孔の1つは拡大
された中央部分106を与えるように広げられて
いる。第16b図はこの中央部分を通しての断面
を示し、第16e図はスリーブ部材104の長さ
を通しての部分を示し、これよりスリーブ部材に
は中間部分108の両側に歯107が設けられる
ことを理解されよう。たとえば中間部分の領域で
隣接する2つのパイプの周囲に良好な密封を与え
るために、たとえば銅−ニツケル合金からつくつ
た他の補助密封リング109をスリーブ部材10
4の中間部分内に位置させることが出来る。これ
はリング109を長手方向細孔105の1つの拡
大部分106に挿入し、次いでリングを90゜ねじ
り、それを所定の位置に置くことにより達成出来
る。スリーブ部材104の中間部分108はリン
グ109の正しい位置決めを容易にするため内部
に凹部110を設けることが出来る。これは第1
6d図に示される。第17図は、実際にスリーブ
部材がかごを形成するように4個の大きな長手方
向細孔112を設けたスリーブ部材111の他の
形を示す。このかごの目的は補助スリーブ部材を
納めることである。たとえば、スリーブ部材11
1は水力流体と適合性がありかつ熱回復性金属駆
動体と良好に接触し得る軟質金属からつくること
が出来る。 あるいは、他の用途ではスリーブ部材111自
身に歯を設け(または摩損し易いように加工し)
かつ可撓性にすることが有利であり、この場合中
央軟質密封リングたとえば第16c図のリング1
09を溝116に位置させ、そこにスリーブ部材
111の部分のスプリング力によつて保持するこ
とが出来る。 ある特定のスリーブ部材および補助部材につい
て記載したが、所望の特定の用途により多くの他
の変更が可能であることは前記記載から理解され
よう。 本発明の実施例の態様を示すと次の通りであ
る。 (1) 管継手用器具が管を補修するための器具であ
る特許請求の範囲に記載の器具。 (2) 確実な密封を行うための手段が、熱収縮性部
材の回復で結合すべき管の表面にスリーブ部材
をかみ合せるか又は別なふうに該表面を変形さ
せる歯である特許請求の範囲に記載の装置。 (3) 管継手用器具が管を補修するための器具であ
り且つ確実な密封を行うための手段が、熱収縮
性部材の回復で補修されるべき管の表面にスリ
ーブ部材をかみ合せるか又は別なふうに該表面
を変形させる歯である特許請求の範囲に記載の
器具。 (4) スリーブ部材が摩損し易い材料から形成され
ている特許請求の範囲に記載の継手用器具。 (5) 管継手用器具が管を補修するための器具であ
り且つスリーブ部材が摩損し易い材料から形成
されている特許請求の範囲に記載の継手用器
具。 (6) 管が少なとも三つの方向から入るようになつ
ている管交差部(例えばT、X、又はY字型交
差部)を結合するための熱収縮性管継手用器具
にして、少なくとも三つの腕を有するスリーブ
部材で、夫々の腕が一つの開口端を有し、他端
が他の腕に結合されており、各腕が熱収縮性メ
モリー金属部材内に位置し、該メモリー金属部
材の収縮で上記スリーブの腕が収縮して器具と
管との間の結合を形成するようになつているス
リーブ部材を有する熱収縮性管継手用器具。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to pipe fitting devices that utilize memory metals. Thermorecoverable articles, i.e. that have been transformed from a first heat-stable form to a second heat-labile form and can be returned or recovered towards said first form by the application of heat alone. It has numerous uses in various fields of articles. Such articles are typically made from polymeric materials, particularly crosslinked polymers, and are described, for example, in US Pat. Nos. 2,027,962 (Currie) and 3,086,242 (Cook et al.). It has recently been discovered that such articles can be made from certain metals often referred to as "memory metals" or "memory alloys." These metals exhibit changes in strength and morphological properties when passed through a certain transition temperature, often between the martensitic and austenitic states, and articles made from these metals , in the martensitic state and can be used to make heat recoverable articles by being deformed while in a cold state. The deformed form of the article is maintained until it is warmed above the transition temperature to become austenitic and recover to its original form. The deformation used to place the material into a thermolabile form is usually referred to as thermorecoverable plastic deformation, and in some cases can be imparted by introducing strain into the article above the transition temperature. , in which case the article assumes a deformed form upon cooling through the transition temperature. It is understood that the transition temperature may be a temperature range, and that hysteresis usually occurs so that the exact temperature at which the transition occurs depends on whether the temperature is rising or falling. Furthermore, the transition temperature is a function of variables such as the strain force applied to the material, the temperature increasing as the strain force increases, and so on. Among these memory metals, notable ones include, for example, U.S. Patent No. 3174851;
3351463, 3753700, 3759552, British Patent Nos. 1327441 and 1327442, and NASA SP5110, "55-Nitinol-Memory Alloy, etc." (U.S. Government Printing Office, Washington, DC).
There are various alloys of titanium and nickel described in C. C. 1972), the contents of which are hereby incorporated by reference. However, the heat recoverable property is not limited to such titanium-nickel alloys. Thus, for example, various Beta brass alloys exhibit this performance. For example, N. Nakanski et al.
Scripta Metallurgica 5, pages 433-440 (Pergamon Press 1971). Such materials can be doped by known techniques to lower their transition temperatures to lower temperature systems. Similarly, E. Enami et al.
On page ~68, 304 stainless steel is shown as having these properties. The contents of these descriptions are also referred to in this specification. British Patent Specifications Nos. 1327441 and 1327442 demonstrate this thermally recoverable property in a single structure useful for joining cylindrical substrates such as spaceflight hydraulics and other conduit systems. It describes how it can be used to fabricate a shrinkable member (i.e., a tubular article in which the forces of thermal recovery are directed radially inward). In the fabrication of such heat-recoverable fittings, the fittings are cooled below their transition temperature, for example by immersion in liquid nitrogen, and are dimensioned to be larger than the original internal diameter of the fitting. The fitting is expanded diametrically by pressing an outwardly tapered mandrel against the fitting. In this type of unitary thermally recoverable metal fitting, the inner surface of the fitting is machined prior to diametrical expansion so that the fitting is later thermally recovered around the tubular substrate and "etched" onto the surface of the substrate. Teeth are provided that "intrude" or otherwise deform its surface. This increases the resistance of the resulting article to tensile stresses and, in special cases, achieves a tightness of the interface between the joint and the base body (the term "tightness" is used herein). is 211Kg/cm 2 of nitrogen at the interface between the joint and the base body, as seen in pipe joints.
(refers to the ability of an article pressurized to (3000 psig) to prevent the passage of more than one bubble per minute for a period of five minutes when immersed in water). A number of problems arise from providing such teeth on the inner surface of a unitary heat recoverable metal joint. First of all, this tooth is subjected to great local pressure during expansion on the mandrel, as a result of which the tooth often suffers from defects that give rise to the following conditions: That is, (a) impairing the joint's ability to form an airtight joint; (b) Decreasing the tensile strength of the joint. (c) To lower the amount of pressure that the joint can resist. Second, many metal materials that are susceptible to heat recovery are difficult to machine. Other problems arise from the unitary construction of previously used joints. For one thing, such fittings recover too quickly when placed on a warm substrate, in which case special measures are required to prevent recovery from occurring before the fitting is in its correct position on the substrate. It is necessary to use cooling equipment. Furthermore, strict quality control is required to ensure that all lubricant deposited on the inner surfaces of the fitting used to aid in expansion by the mandrel is removed prior to its use. Finally, by somewhat limiting the range of heat-recoverable materials, it is possible in some cases to find the optimal combination between the joint and the substrate material from mechanical, chemical and electrical points of view. It may be hindered. For example, this may be hindered from the viewpoints of corrosion resistance, heat shrinkability, creep resistance, sealing performance, elastic modulus compatibility, high temperature strength, and the like. The present invention comprises a heat-shrinkable member made of a memory metal and a sleeve member located inside said heat-shrinkable member, the sleeve member being a material between the device and the tubular substrate to be joined. A pipe fitting device having a configuration and/or made of materials that facilitates the formation of a stuck fitting is provided. The invention also provides a set of parts for making the above-described device, comprising a heat-shrinkable member made of memory metal and a sleeve member suitable for being placed inside the memory metal member. The invention has particular application to hollow heat-shrinkable members, particularly tubular members, made of memory metals. The term "tube" or "tubular" as used herein is not limited to hollow members of regular cylindrical shape, but also members with irregular and/or variable cross-sections, such as Y-shaped, T-shaped, and an X-shaped member. A particularly preferred member is a tubular heat-shrinkable member. In such devices, the sleeve member is an insert member that is preferably positioned coaxially within a heat-shrinkable memory metal member, such as a tubular heat-shrinkable member. , for example, a tubular insert arranged concentrically therein. The sleeve member may be formed as a single piece, such as a tube, but the present invention is not limited to such a shape; It may also be advantageous in some cases to use other shapes, such as those used in (and not limited to, circular cross-sections) and other shapes. As discussed herein below, it will be appreciated that all that is required is for the sleeve member to cover at least a substantial portion of the surface of the memory metal member, if the memory metal member does not. Otherwise, it will come into direct contact with the substrate during the joint. Preferably, the sleeve member is sized and shaped such that at least one dimension of the sleeve member changes upon recovery of the heat-shrinkable member, and the change in dimension causes the sleeve member to engage with the base body. In one of the preferred embodiments of the invention,
The sleeve member is provided with means on at least a portion of its major surface for creating a firm and preferably airtight seal between the device and the substrate upon retrieval of the device. Such means preferably consist of at least one tooth on the main surface of the sleeve member. Referring to the preferred tubular form of the device, the teeth are preferably arranged radially and more preferably circumferentially about the longitudinal axis of the sleeve member. Advantageously, the sleeve member is provided with a plurality of teeth on each side of its midpoint. However, other means may also be used to provide a good seal, for example the sleeve member may be provided with a ring of deformable material such as annealed aluminum or copper; For example, it may be coated with fluorocarbon or other polymeric materials or plated with easily deformable metal. The sleeve member is advantageously provided on each of its major surfaces with means for establishing good contact between itself and the heat-shrinkable metal member and between the coupling device and the tubular substrate. for example, each of its major surfaces may be provided with one or more teeth, and preferably each has a plurality of teeth on each side of its midpoint. provided. Advantageously, such teeth may be arranged in pairs, one formed on the outside of the sleeve member and the other formed on the inside of the sleeve member. Of course, the number of teeth,
The shape and location will vary according to the material from which the teeth and base are made and the type of interlock desired between them. In another preferred embodiment of the invention, the sleeve member has at least one weakened wall section, preferably at least a pair of weakened wall sections. For example, the weakened areas may be pores opened in the wall, or may be "thin flat areas", i.e. the thickness of the wall is partially reduced, preferably these pores and the thin flat portions are arranged parallel to the axis of the sleeve member and the pores or pairs of thin flat portions are preferably symmetrical so that relatively uniform deformation of the sleeve member in the circumferential direction occurs upon recovery. Placed. Preferably the pores and thin flat portions are equidistant from the end of the sleeve member and at least two pairs of pores or thin flat portions are provided on either side of the unweakened midpoint and equidistant from the midpoint. It is advantageous to do so. Preferably, the thin flat portion is formed on the outer surface of the sleeve member. In another preferred form of the weakened sleeve member, each of its outer surfaces tapers from a maximum wall thickness at a point adjacent its ends to a minimum wall thickness approximately at its midpoint; Preferably, the inner surface of the sleeve member is uniform. In all of the above cases it is preferred that the surface of the sleeve member is provided with a plurality of such teeth, preferably on either side of its midpoint. Alternatively or additionally, it may also be preferred to construct the insertion sleeve from a material that is susceptible to abrasion, as discussed below. In another preferred embodiment of the invention, the sleeve member is made from abrasive material, such as metal. "Abrasion" refers to a condition that arises from the affinity between metals that are easily abraded. Seizing occurs, followed by cracking, fracturing, and an increase in surface roughness. See American Society for Metals, 8th edition (1961), Metals Handbook Volume 1, page 18. (As used herein, the term "metal" means both pure metals and alloyed metals unless otherwise specified). Abrasive metals may abrade each other and other metals that are similar in hardness, surface properties, and chemistry. Particular frangible metals include titanium, aluminum, magnesium, and zirconium, and the sleeve member of the present invention can be made from such metals. A preferred sleeve member is made from commercially pure titanium, such as titanium 50A. One suitable titanium alloy is designated Ti-3Al-2.5V and is a titanium-aluminum-vanadium alloy. Preferred aluminum sleeve member is 6061
Made from aluminum series, preferably 6061T6 aluminum. Their alloys are about 1%
Magnesium, 0.6% silicon, 0.25% copper and 0.25%
Consists of chromium, as well as the remainder aluminium. Other suitable materials for the sleeve member include commercially pure zirconium, Zircaloy 2
(approx. 1.5% tin, 0.12% iron, 0.1% chromium, 0.005%
nickel, and residual zirconium), which is located in Albany, Oregon.
It is an alloy obtained from Zirconium Tech.Corp. There are also magnesium alloys, such as those obtained from Dow Chemical Corp., which
AZ 31B-F (approximately 2.5-3.5% aluminum, 0.7-
1.3% zinc, minimum 0.2% manganese, and balance magnesium) and ZK 60A−T5 (approximately 4.8−
6.2% zinc, 0.45% zirconium, and balance magnesium). For example, in some cases the sleeve member may be a simple tubular sleeve member formed from abrasive metal and there may be no contact between the sleeve member and the heat shrinkable member or between the sleeve member and the substrate. No other measures need to be provided in either case to ensure a good seal. Other means may be provided on the sleeve member (as described above) to provide a good seal, provided that such means are provided on only one of the major surfaces of the sleeve member. It is also often advantageous to make the sleeve member from a material that is susceptible to abrasion. Briefly, if the contact surfaces at either the interface between the sleeve member and the heat-shrinkable member or the interface between the sleeve member and the substrate are both substantially uniform, the sleeve member It is advantageous to make the material from a material that is susceptible to abrasion. To obtain the maximum benefit afforded by the use of abrasive materials, the surface roughness of the sleeve member should be at least as rough as the surface with which it contacts in any particular application. It is desirable that the roughness is similar to that of many other materials. For example, for the hydraulic conduit system in which the device is used, the generally uniform surface of the sleeve member is approximately 125 microinches or less;
More preferably 1.6 microns (63 microinches)
It will advantageously exhibit a profilometer roughness of: As can be appreciated from the foregoing discussion, the dimensions, configuration, and materials of the sleeve member should be selected to ensure effective operation, taking into account the characteristics of the heat-shrinkable metal member, the substrate, and the environment in which the device of the present invention is to be used. selected as obtained. Thus, while the above discussion is directed to providing teeth on the sleeve member, providing a weakened portion on the sleeve member, and forming the sleeve member from an abrasive material, respectively, given The sleeve member may combine any two or all three of these requirements, and in fact modify its operation to include alternative designs and/or materials in any application. would also be obvious. For example, the sleeve member may be provided with a coating of polymeric material or deformable metal, as described above, to facilitate the formation of an airtight seal, eg, upon deflation. Additionally, the sleeve member may be provided with teeth and/or weakened portions only in certain portions of its structure. In certain embodiments of the invention, the sleeve member is itself provided with an insert or external auxiliary member to facilitate the overall action. Special cases where this is advantageous are when the compatibility requirements between the sleeve member and the heat-shrinkable metal member differ from those between the sleeve member and the base body, or for example between two hydraulic pipe bases. As in the case of forming fluid-tight joints, each part of the sleeve member performs two different functions, such as providing proper mechanical coupling in pipes and providing corrosion resistance between pipes. This is the case when the function of forming a seal is required. Conversely, it is also suitable to provide a sleeve member having a generally smooth corrosion-resistant surface with one or more toothed sleeve members located at a distance from its midpoint. Similarly, it is also possible to provide a sleeve member having general compatibility with the heat-shrinkable metal member for the purpose of corrosion-resistant sealing and providing proper mechanical coupling with the substrate. It has been found to be advantageous in some cases. The sleeve member may be provided with a groove or other recess or otherwise shaped portion for proper positioning of another auxiliary insertion member. Additionally, the sleeve member and/or the auxiliary insert member may be resilient to facilitate secure positioning. If the sleeve member is to be provided with such a separate auxiliary insert member, it may be provided with apertures or formed into an elongated segmented sleeve member to accommodate the separate auxiliary insert member. It is advantageous to pass or be able to be inserted through said pores so as to place the pores in a defined position. However, this is not essential in all cases; it would also be possible, for example, to push the auxiliary insert member in from one end of the sleeve member. Although the present invention is particularly directed to avoiding the disadvantages that arise in certain cases when heat-shrinkable metal parts are provided with teeth, problems that sometimes arise with the provision of teeth, such as machining. Difficulties and deformations, such as tooth deformations occurring during expansion by the mandrel, are not always significant. For example, some heat shrinkable alloys are relatively easy to machine, and in some applications some tooth deformation during the deformation operation may not be significant. Furthermore, it may be even more advantageous when providing teeth in this way.
Therefore, the present invention also includes the heat-shrinkable member,
Smooth-surfaced recoverable heat-shrinkable members, including devices provided with means such as, for example, teeth on one or more of their major surfaces; It is clear that it is not limited to In preferred tubular devices of the invention, the length of the sleeve member may be greater than, equal to, or less than the length L of the heat shrinkable member. Preferably, however, the sleeve member projects from each end of the heat shrinkable member to provide strain relief adjacent the opposite end of the shrunken member. In such cases, the length of the sleeve member is preferably no greater than about L+2Di, where Di is the inner diameter of the heat-shrinkable member, and more preferably about L+Di.
Not bigger than. Preferably, the sleeve member of the device, such as the insert, is metallic. However, other materials with metal-like properties but strictly non-metallic, such as graphite, graphite-glass composites, etc., could also be used in certain applications. Suitable materials are known and their selection will be readily available to those skilled in the art. For the preferred use of the composite device of the invention for joining adjacent lengths of hydraulic tubes or other tubes made of stainless steel, titanium or aluminium, the sleeve member comprises a predominant proportion of titanium. Preferably made of metal. The base material of titanium sleeve members is stainless steel, such as 21-6-9 stainless steel (21% chromium, 6% nickel, 9%
It is particularly preferred if it is made of manganese).
If the substrate is made of a highly abrasive metal, the sleeve member can be made of a metal that is so abrasive that it will abrade if it is brought into contact with the substrate. For example, if the substrate is titanium, the sleeve member may be stainless steel. Such sleeve members are non-resilient. Preferred metals for use in heat shrinkable members include equiatomic titanium-nickel alloys, and particularly the substituted ternary alloys described in US Pat. Nos. 3,759,552 and 3,753,700. Selection of suitable dimensions for a coupling device according to the invention will be easy for those skilled in the art. However, for illustrative purposes the nominal outer diameter
The relevant dimensions of a preferred heat shrinkable fitting that may be used to join 1/2 inch tubing are shown in the table below: Variable Dimensions (inches) Heat Shrinkable Member Length 1.75 Heat Shrinkability Outer diameter of the member 0.75 Length of the sleeve member 2.0 Inner diameter of the sleeve member 0.508 Wall thickness of the sleeve member 0.036 Outer diameter of the sleeve member 0.580 Inner diameter of the heat-shrinkable member 0.534 The present invention is a heat-recoverable metal joint that has been used in the past. It is recognized that all shortcomings have been substantially overcome. Insertion of the sleeve member between the thermally recoverable member and the substrate around which the member is ultimately recovered may prevent contamination of the substrate with various residues, such as the inner surface of the compression bonding member. contamination of the substrate by lubricants often present in The combination of sleeve member and substrate material is determined for compatibility. Any teeth provided in the coupling device can be formed on the sleeve member so that they are not exposed to the destructive forces introduced during expansion with the mandrel. Since the heat-recoverable member does not need to have teeth, the manner in which it is expanded is simplified, eg bead or ball expansion can be carried out in addition to mandrel expansion. Additionally, the sleeve member of the present invention provides noticeable strain relief with the vertical grain formed upon recovery in lieu of the tapered ends conventionally provided on unitary heat shrinkable members for strain relief. protruding from the opposite end of the heat shrinkable member by an amount sufficient to This again simplifies the manufacture of the heat-shrinkable part, which can accordingly be formed from smaller machine blanks, ultimately saving expensive metal. Additionally, the sleeve member acts to insulate the cooled heat-shrinkable member from the warm substrate for a sufficient period of time to avoid unduly rapid recovery, so that conventionally used cooling devices or other techniques There will no longer be a need to rely on Similarly, although the use of teeth is particularly advantageous in many fitting devices according to the present invention, by constructing the sleeve member from abrasion-prone materials, the use of longitudinal grooves formed to resist tensile stresses may be advantageous. Emphasis must be placed on the visibility and promotion of competence. In fact, in certain cases, the resistance to tensile stresses is better if a frangible sleeve member with a uniform surface is used, which may have circles that dig into the substrate or otherwise deform it. It was discovered that this is larger than when multiple circumferential teeth are provided. Next, the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, an expandable cylindrical sleeve blank 10 is placed on a collar support 11;
This support is removably supported in an annular recess of the platform 12. The frame member 13 suspends the assembly in a suitable cryogenic liquid 14, such as liquid nitrogen, with the sleeve blank 10 completely immersed therein. A tapered expansion mandrel 15 is disposed within member 10 such that the upper portion of sleeve blank 10 engages a tapered or curved portion 16 of mandrel 15 . The front end of the push rod 17 is connected to the recess 18 at the rear end of the mandrel 15.
The rear end of the rod 17 is the front end 19 of the hydraulic ram.
It is detachably attached to the When the ram is actuated, the mandrel 15 is pushed downwards by the axial force exerted by the rod 17 and the sleeve blank 1
0 to an inner diameter equal to the maximum transverse dimension of the mandrel 15. As the blank 10 is gradually expanded by the mandrel 15, the portion of the expanded blank 10 through which the mandrel passes is slightly inflated enough to cause the outer surface of the sleeve member 20 carried by the rod 17 to engage the sleeve blank 10. There is a tendency to bounce back later. Generally, the maximum transverse dimension of the mandrel is 6-9% larger than the unexpanded inner diameter of the sleeve blank 10. After expansion, the retained diameter increase is typically on the order of 5-7%. For example, the maximum transverse dimension of the sleeve blank before expansion is
If expanded by a mandrel with an inner diameter of 0.544 inches, the expanded sleeve blank (i.e., the heat shrinkable member) will rebound after 0.013 inches as the mandrel passes through the expanded sleeve blank, and the inserted member will have an outer diameter of 0.580. Engage snugly. The push rod 17 is sized so that the sleeve member falls through the supplied heat shrink material once the mandrel 15 has passed. Of course, other means of supplying the sleeve member to the expanded sleeve blank will be apparent to those skilled in the art. For example, the sleeve member can simply be manually applied to the heat shrinkable member just before or during coupling of the substrate to the fitting. FIG. 2a shows a composite joint formed from the expansion-assembly method described with reference to FIG. 1 placed around adjacent ends of tubular substrates 21 and 22 aligned end-to-end, and FIG. Figure 2a shows the assembly resulting from recovery of the composite of Figure 2a around a substrate that has been removed. Preferably, as in each case of the illustrated heat-shrinkable member, the surface of the heat-shrinkable member that contacts the sleeve member is generally uniform, ie, substantially devoid of discrete design features such as teeth. 2a and 2b, the outer major surface of the sleeve member 20 is generally uniform and the inner major surface has a plurality of spaced apart teeth 23 which wrap around the inner intermediate portion of the fitting 20. . The thickness of the main body of the sleeve member 20 from which the teeth 23 hang is preferably thinner than the thickness of the heat-shrinkable member;
It is best to be as thin as possible in order to maximize the transfer of resilience. As can be seen in Figure 2b, the recovery of the heat shrinkable member 10 causes the teeth 23 to deform the substrates 21 and 22, increasing the resistance of the joint formed to tensile stress. As those skilled in the art will appreciate, not all shapes of peripheral teeth are suitable for forming a hermetic seal in the practice of the present invention. However, generally square teeth, such as those formed on the inner surface of the sleeve member 20 of FIG. 2a, can be advantageously used to increase resistance to gas leakage. However, knife-edge teeth are generally superior in this respect. Figures 3a and 3b illustrate another composite joint formed in accordance with the present invention before and after heat recovery around adjacent ends of end matched tubular substrates 24 and 25. Of the two major surfaces of the sleeve member 26, the inner surface is generally uniform and the outer surface has a plurality of radial teeth 27 that may or may not be formed peripherally around the entire sleeve member. As can be seen in Figure 3b, the recovery of the heat shrinkable member creates corrugations adjacent the sleeve member and base tube, which also increases the resistance of the joint formed to tensile stress. In each case of the composite joint of FIGS. 2 and 3, where the major surface of the sleeve member is generally uniform, advantages can be derived from forming the sleeve member from abrasive metal. Figures 4a and 4b illustrate another composite joint formed in accordance with the present invention before and after recovery around adjacent ends of end-aligned tubular substrates 28 and 29. In FIG. 4a, both the inner and outer major surfaces of the sleeve member 30 have radial (preferably circumferential) teeth.
Preferably, individual pairs of teeth on sleeve member 30 each project inwardly and outwardly from the sleeve member body at points equidistant from the intermediate portion to maximize the transmission of restoring forces to the base body. For example, pair 3 in Figure 4a
See teeth 1-32. Figure 4b shows the joint formed during recovery of the composite joint of Figure 4a. FIG. 5 shows the same method of manufacturing a composite joint device as in FIG. 1, except that the heat shrinkable member is formed from a sleeve blank 40 and the sleeve member 50 is made from abrasive metal. The method of procedure and relevant dimensions are otherwise the same as in FIG. FIG. 6a shows an end-to-end aligned tubular substrate 51 made from the expansion-assembly method shown in FIG.
and 52, and FIG. 6b shows the assembly resulting from recovery of the composite of FIG. 6a around a matching substrate. For the assembly of FIG. 6a, forming the sleeve member 50 from abrasive metal increases the resistance of the joint formed to tensile stress and further aids in tensile load transfer through the heat shrinkable member 40. Preferably, the surface of the heat shrinkable member in contact with the sleeve member is generally uniform, ie, substantially devoid of discrete design features such as teeth or the like. To optimally achieve the benefits afforded by the use of frangible inserts, it is desirable that the surface roughness of the sleeve member be similar to the roughness of the surface or surfaces with which it joins in a particular application. . For example, in hydraulic conduits where the use of composite fittings is preferred,
The generally uniform surface of the sleeve member is preferably approximately
It exhibits a profilometer roughness of no more than about 125 microinches (3.18 mm), most preferably no more than about 63 microinches (1.6 mm). In applications where a hermetic seal is specific, the sleeve member preferably has means on its interior surface to provide a hermetic seal between the exterior environment and the interior of the restored composite joint. 7th
In Figure a, the heat-shrinkable member 53 includes a sleeve member having an intermediate portion 55 bounded by spaced circumferential teeth 56 and 57 configured to provide a post-recovery hermetic seal around the substrate. 54 are provided. Accordingly, in FIG. 7b, the recovered heat shrinkable member 53 has teeth 56 and 5 during recovery.
7 is shown as actually cutting into tubular substrates 58 and 59. The airtightness of the finished joint can be ensured using suitably shaped teeth by deforming the base body, by deforming the teeth themselves during recovery, or by a combination of both. Of course, other methods are also possible. For example, a portion of the sleeve member on each side of the inner intermediate portion can have a ring of deformable material, such as annealed aluminum or copper, and can be coated with, for example, fluorocarbon or other polymeric material, making it easily deformable. The metal may be plated or a means may be provided to provide an airtight seal during recovery. The foregoing description has emphasized appliances in which the sleeve member has one or more teeth on one or both of its major surfaces to improve the properties of heat-recovered articles or appliances in which the sleeve member is made from abrasion-prone metals. . Figures 8a-12b now illustrate how benefits may be obtained by forming weakened wall portions in the sleeve member. This weakening facilitates selective failure of the sleeve member upon thermal recovery of the heat shrinkable member while selectively controlling the compressive force transferred to the substrate. Figures 8a and 8b illustrate another composite joint formed in accordance with the present invention before and after recovery around adjacent ends of end-aligned tubular substrates 63 and 64, respectively. Among the two main surfaces of the sleeve member 65,
The inner surface is generally uniform and the outer surface has a uniform taper with maximum thickness at points near the ends and minimum thickness near the midpoint 66, creating an hourglass shape. As can be seen in Figure 8b, recovery of the heat shrinkable member deforms the sleeve member such that it exerts a greater compressive force on the substrate at points closer to its ends than at its midpoint. This difference causes the sleeve member and base body to deform as shown in Figure 8b, increasing the resistance of the resulting joint to tensile stress. Sleeve members of the invention having weakened wall sections can also be obtained by forming one or more pores or elongated thin flat sections in the sleeve member. The thin flat portion is a region of the outer surface of the sleeve member where the wall thickness is locally reduced. Preferably, the pores and the thin flat portion are arranged parallel to the longitudinal axis of the sleeve member. Typically, at least one pair of pores or thin flat sections are used in an array so that the deformation of the sleeve member around the circumference is relatively uniform, for example due to the symmetrical arrangement. Referring to FIG. 9, a perspective view of a tubular sleeve member 72 for a composite means formed in accordance with the present invention is shown. Sleeve member 72 has a weakened wall portion defined by a pair of pores 73 whose long dimension is parallel to the longitudinal axis of the sleeve member. The midpoint of the pore corresponds to the midpoint of the sleeve member, and its ends are equidistant from the ends of the sleeve member. FIG. 10a is a perspective view of a tubular sleeve member 74 similar to FIG. 9. FIG. However, in sleeve member 74, the weakened wall portion is formed by a pair of elongated thin flattened portions 75 parallel to the longitudinal axis of the sleeve member. FIG. 10b shows a cross section of a composite joint using the sleeve member of FIG. 10 after recovery around adjacent ends of tubular substrates 76 and 77 with aligned ends. The degree of deformation has been exaggerated for purposes of illustration. As can be seen in Figure 10b, weakening the sleeve member by means of a thinner flattened section results in greater deformation in the center of the joint than would otherwise be the case. This improves the interfacial pressure between the sleeve member and the substrate, thereby improving the pressure conditions of the joint.
A joint using the sleeve member of FIG. 9 has a cross-section similar to that of FIG. 10b, if shown. FIG. 11 is a perspective view of another tubular sleeve member 78 useful in the composite joint of the present invention. Sleeve member 78 has a weakened wall portion formed by two pairs of apertures 79 located on either side of an unweakened midpoint 80 . The sleeve member 81 of FIG. 12a is the same as that of FIG. 11, except that the weakened wall sections are two pairs of elongated thin flat sections 82 disposed around an unweakened intermediate section 83. . FIG. 12b shows the twelfth column after recovery around the adjacent ends of the tubular substrates 84 and 85 with aligned ends.
Figure a shows a cross-section of a composite joint using the sleeve member of figure a; The degree of deformation has been exaggerated for purposes of illustration. 12th
As can be seen in figure b, weakening the sleeve member by means of a thin flat section results in greater deformation of the sleeve member and base body at a point intermediate between the end of the sleeve member and its unweakened intermediate portion. This deformation increases the resistance of the joint formed to tensile stress. Although the major surfaces of the sleeve members in FIGS. 9-12 are generally shown as being uniform, any
One or both sides can be provided with teeth as described below. Preferably, a plurality of teeth are provided on both sides of the intermediate portion of the sleeve member. Most preferably,
The teeth are located on the inner surface of the sleeve member. The use of teeth further improves the tensile stress resistance of the recovery joint. Alternatively, or in addition, the sleeve member can be made from abrasive materials as described above. It will be apparent to those skilled in the art that the degree to which the sleeve member is weakened will be determined by the degree to which the heat shrinkable member deforms when compressed by heat recovery. In the case of pores, the degree of weakening is determined by the number, length and width of the pores. In the case of thin flats, the number, length and width of the thin flats as well as their depth determine the degree of weakening. The following drawings show various embodiments of the invention in which the insert is provided with a combination of features as described above. In FIG. 13a, sleeve member 90 is provided with longitudinal end holes 91 on both sides of its intermediate portion 92 and is provided with internal teeth 93 to enhance the contact made by the sleeve member with the substrate. As can be seen in FIG. 13b, the tooth 93 extends over a length equal to the length of the pore 91. In the middle section 92 of the sleeve member, the inner surface is smooth for sealing purposes. Such a sleeve member can advantageously be made from Monel alloy, for example. FIG. 14 shows a similar sleeve member 94 with a plurality of apertures 95 on either side of the midsection. However, in this case the pores do not extend to the end of the sleeve member. As shown in Figure 13b, the sleeve member can be provided with a plurality of teeth near the aperture. Such a sleeve member can be made from a copper-nickel alloy, for example. The following figures further illustrate the provision of an auxiliary sleeve member. In FIG. 15a, a sleeve member 100 is shown having pores 101 similar to the sleeve members of FIGS. 13a and 14. In FIG. However, in this case the sleeve member itself is not provided with internal teeth. Instead, an auxiliary sleeve member 103 is provided as shown at 15b. 15th c.
The figure shows a cross-section of the internal shape of the sleeve member 103. The auxiliary sleeve member 103 is the sleeve member 10
It can be pushed to 0. Instead of providing an auxiliary member 103, the sleeve member 100 can be provided with a series of ring portions whose inner surfaces can be toothed or flat. These are the sleeve members 10
0 from one end or both ends. Alternatively, they are pore 10
1 and then placed into position. For this purpose, it is advantageous to enlarge one or more of the pores 101, for example as shown in pores 102 in FIG. 15a. In some cases, other auxiliary members such as member 10
3, the main sleeve member, such as sleeve member 100, can be omitted. It will be appreciated that the nature of the materials used for sleeve member 100 and other auxiliary members, such as 103, can be selected to ensure good compatibility with the driver member and substrate. In this way, for example, tooth hardness and corrosion compatibility can become independent variables in design selection. FIG. 16a shows an alternative form of sleeve member 104 with four longitudinal holes 105, one of which is widened to provide an enlarged central portion 106. FIG. FIG. 16b shows a section through this central portion and FIG. 16e shows a section through the length of the sleeve member 104, from which it will be understood that the sleeve member is provided with teeth 107 on both sides of the intermediate portion 108. Good morning. In order to provide a good seal around two adjacent pipes, for example in the region of the intermediate section, a further auxiliary sealing ring 109, for example made of a copper-nickel alloy, is attached to the sleeve member 10.
It can be located within the middle part of 4. This can be accomplished by inserting the ring 109 into the enlarged portion 106 of one of the longitudinal holes 105, then twisting the ring 90 degrees and setting it in place. The intermediate portion 108 of the sleeve member 104 may be provided with a recess 110 therein to facilitate proper positioning of the ring 109. This is the first
Shown in Figure 6d. Figure 17 shows an alternative form of sleeve member 111 with four large longitudinal pores 112 so that the sleeve member actually forms a cage. The purpose of this basket is to house auxiliary sleeve members. For example, sleeve member 11
1 can be made from a soft metal that is compatible with hydraulic fluids and can make good contact with heat-recoverable metal drivers. Alternatively, in other applications, the sleeve member 111 itself is provided with teeth (or processed to be easily worn).
It is advantageous for the central soft sealing ring to be flexible and flexible, such as ring 1 in FIG. 16c.
09 can be located in the groove 116 and held there by the spring force on the part of the sleeve member 111. Although certain sleeve members and auxiliary members have been described, it will be appreciated from the foregoing description that many other variations are possible depending on the particular application desired. The embodiments of the present invention are as follows. (1) An instrument according to the claims, wherein the pipe joint instrument is an instrument for repairing a pipe. (2) Claims in which the means for establishing a positive seal are teeth that engage or otherwise deform the surface of the tube to be joined with the sleeve member upon recovery of the heat-shrinkable member. The device described in. (3) The pipe fitting device is a device for repairing a pipe, and the means for ensuring reliable sealing is by engaging a sleeve member on the surface of the pipe to be repaired by restoring a heat-shrinkable member or 6. An appliance as claimed in claim 1, which is a tooth that otherwise deforms the surface. (4) The coupling device according to the claims, wherein the sleeve member is made of a material that is easily worn out. (5) The fitting device according to the claims, wherein the fitting device is a device for repairing a pipe, and the sleeve member is made of a material that is easily worn out. (6) A heat-shrink fitting device for joining pipe intersections (e.g., T-, a sleeve member having two arms, each arm having one open end and the other end coupled to the other arm, each arm located within a heat shrinkable memory metal member, the memory metal member A heat-shrinkable tube fitting device having a sleeve member adapted to cause the sleeve arms to contract to form a connection between the device and the tube.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明による複数の歯を設けたスリ
ーブ部材を有する継手用器具を製造する1つの方
法を示す部分断面図、第2a図は第1図の方法で
形成されかつ2つのパイプの整合端の周囲に置か
れた熱回復性継手用器具の断面図、第2b図は回
復後の第2a図の継手用器具断面図、第3a図は
本発明による2つのパイプの整合端の周囲に位置
された第2の形の継手用器具の断面図、第3b図
は回復後の第3a図の継手用器具断面図、第4a
図は本発明による2つのパイプの整合端の周囲に
位置された第3の形の継手用器具の断面図、第4
b図は回復後の第4a図の継手用器具断面図、第
5図は本発明によるスリーブ部材が簡単な摩損し
易い管である継手用器具を製造する方法を示す部
分断面図、第6a図は第5図の方法で形成されか
つ2つのパイプの整合端の周囲に位置された継手
用器具断面図、第6b図は回復後の第6a図の継
手用器具断面図、第7a図は本発明による2つの
パイプの整合端の周囲に位置された熱回復性継手
の他の形を示す断面図、第7b図は回復後の第7
a図の継手用器具の断面図、第8a図は本発明に
よる2つのパイプの整合端の周囲に位置された他
の形の器具の断面図、第8b図は回復後の第8a
図器具の断面図、第9図は本発明で使用するのに
適当なスリーブ部材の斜視図、第10a図は本発
明で使用するのに適当な他の形のスリーブ部材の
断面図、第10b図は本発明による2つのパイプ
の整合端の周囲で回復後における第10a図のス
リーブ部材を使用する器具の断面図、第11図は
本発明で使用するのに適当なスリーブ部材の他の
形の断面図、第12a図は本発明による他の形の
スリーブ部材の断面図、第12b図は本発明によ
る第12a図のスリーブ部材を用いる器具の断面
図、第13a図は本発明で使用するのに適当な他
の形のスリーブ部材の断面図、第13b図は第1
3a図のスリーブ部材の長手方向断面図、第14
図は本発明で使用される他の形のスリーブの斜視
図、第15a図は本発明で使用される他の形のス
リーブ部材の斜視図、第15b図は第15a図の
スリーブ部材に使用する補助スリーブ部材の斜視
図、第15c図は第15b図の長手方向断面図、
第16a図は本発明で使用される他の形のスリー
ブ部材の斜視図、第16b図は第16a図の中間
部分の断面図、第16c図は第16a図のスリー
ブ部材に用いる補助挿入リングの斜視図、第16
d図は第16a図のスリーブ部材および第16c
図のリングを示す部分断面図、第16e図は第1
6a図の長手方向断面図、第17図は本発明で使
用される他のスリーブ部材の斜視図、 10……スリーブブランク、14……低温液、
15……テーパー状膨張マンドレル、17……押
棒、20……スリーブ部材、21,22……管状
基体、23……歯、24,25……管状基体、2
6……スリーブ部材、27……歯、28,29…
…管状基体、30……スリーブ部材、31,32
……歯、40……スリーブブランク、50……ス
リーブ部材、51,52……管状基体、53……
熱収縮性部材、54……スリーブ部材、56,5
7……歯、58,59……管状基体、63,64
……管状基体、65……スリーブ部材、66……
中間点、72……スリーブ部材、73……細孔、
74……スリーブ部材、75……薄い扁平部分、
76,77……管状基体、81……スリーブ部
材、82……薄い扁平部分、83……中間部分、
84,85……管状基体、90……スリーブ部
材、91……細孔、93……歯、94……スリー
ブ部材、95……細孔、100……スリーブ部
材、101……細孔、102……細孔、103…
…スリーブ部材、104……スリーブ部材、10
5……細孔、106……拡大中央部、107……
歯、109……補助密封リング、111……スリ
ーブ部材、112……細孔、116……溝。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating one method of manufacturing a coupling device having a multi-toothed sleeve member according to the present invention; FIG. FIG. 2b is a cross-sectional view of the fitting device of FIG. 2a after recovery; FIG. 3a is a cross-sectional view of the fitting device of FIG. 2a around the matching ends of two pipes according to the invention. FIG. 3b is a cross-sectional view of the fitting device of FIG. 3a after recovery; FIG. 4a is a cross-sectional view of the fitting device of FIG.
Figure 4 is a cross-sectional view of a third type of fitting device placed around the matching ends of two pipes according to the invention;
Fig. b is a sectional view of the fitting device of Fig. 4a after recovery; Fig. 5 is a partial sectional view illustrating a method of manufacturing a fitting device in which the sleeve member is a simple frangible tube according to the invention; Fig. 6a; 6b is a cross-sectional view of the fitting device of FIG. 6a after recovery, and FIG. 7a is a cross-sectional view of the fitting device of FIG. FIG. 7b is a cross-sectional view showing another form of heat-recoverable joint placed around the aligned ends of two pipes according to the invention, FIG.
Figure 8a is a cross-sectional view of the fitting device of Figure 8a; Figure 8a is a cross-sectional view of another type of appliance placed around the matching ends of two pipes according to the invention; Figure 8b is the cross-sectional view of Figure 8a after recovery.
Figure 9 is a perspective view of a sleeve member suitable for use in the present invention; Figure 10a is a cross-sectional view of another type of sleeve member suitable for use in the present invention; Figure 10b is a cross-sectional view of a sleeve member suitable for use in the present invention; 10a is a cross-sectional view of an instrument using the sleeve member of FIG. 10a after recovery around the aligned ends of two pipes according to the present invention; FIG. 11 is a cross-sectional view of an apparatus using the sleeve member of FIG. FIG. 12a is a cross-sectional view of an alternative sleeve member according to the present invention; FIG. 12b is a cross-sectional view of an instrument using the sleeve member of FIG. 12a according to the present invention; FIG. 13a is a cross-sectional view of an instrument for use with the present invention. 13b is a sectional view of another shaped sleeve member suitable for
Longitudinal cross-sectional view of the sleeve member of Figure 3a, No. 14
Figure 15a is a perspective view of another type of sleeve member used in the present invention, Figure 15b is a perspective view of another type of sleeve member used in the present invention, and Figure 15b is a perspective view of a sleeve member of another type used in the present invention. A perspective view of the auxiliary sleeve member, FIG. 15c is a longitudinal sectional view of FIG. 15b,
Fig. 16a is a perspective view of another type of sleeve member used in the present invention, Fig. 16b is a sectional view of an intermediate portion of Fig. 16a, and Fig. 16c is a view of an auxiliary insertion ring used in the sleeve member of Fig. 16a. Perspective view, No. 16
Figure d shows the sleeve member of Figure 16a and Figure 16c.
Figure 16e is a partial cross-sectional view showing the ring in Figure 1.
Fig. 6a is a longitudinal sectional view, Fig. 17 is a perspective view of another sleeve member used in the present invention, 10... Sleeve blank, 14... Low temperature liquid,
15... Tapered expansion mandrel, 17... Push rod, 20... Sleeve member, 21, 22... Tubular base, 23... Teeth, 24, 25... Tubular base, 2
6... Sleeve member, 27... Teeth, 28, 29...
... Tubular base body, 30 ... Sleeve member, 31, 32
... Teeth, 40 ... Sleeve blank, 50 ... Sleeve member, 51, 52 ... Tubular base, 53 ...
Heat-shrinkable member, 54...Sleeve member, 56,5
7... Teeth, 58, 59... Tubular base, 63, 64
... Tubular base body, 65 ... Sleeve member, 66 ...
Midpoint, 72... Sleeve member, 73... Pore,
74...Sleeve member, 75...Thin flat part,
76, 77... Tubular base body, 81... Sleeve member, 82... Thin flat portion, 83... Intermediate portion,
84, 85... Tubular base, 90... Sleeve member, 91... Pore, 93... Teeth, 94... Sleeve member, 95... Pore, 100... Sleeve member, 101... Pore, 102 ...Pore, 103...
... Sleeve member, 104 ... Sleeve member, 10
5...Pore, 106...Enlarged central part, 107...
Teeth, 109... Auxiliary sealing ring, 111... Sleeve member, 112... Pore, 116... Groove.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 メモリー金属からつくられた熱収縮性部材
と、上記熱収縮性部材の内側に位置するスリーブ
部材とからなる管継手用器具で、上記スリーブ部
材は上記熱収縮性部材と接触しているか、又は上
記熱収縮性部材が上記器具と結合すべき管との間
に結合を形成するように収縮した時に、上記熱収
縮性部材と接触するように配置されており、上記
スリーブ部材は主表面上に上記器具と、結合すべ
き管との間に確実な気密の密封を行うための手段
が設けられている管継手用器具。
1. A pipe fitting device comprising a heat-shrinkable member made of memory metal and a sleeve member located inside the heat-shrinkable member, wherein the sleeve member is in contact with the heat-shrinkable member, or The sleeve member is disposed in contact with the heat shrinkable member when the heat shrinkable member is contracted to form a bond between the device and the tube to be coupled, and the sleeve member is disposed on a major surface of the heat shrinkable member. A pipe fitting device, which is provided with means for establishing a reliable airtight seal between the device and the pipe to be connected.
JP12405683A 1973-10-09 1983-07-07 Joint device Granted JPS5993242A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40472373A 1973-10-09 1973-10-09
US404723 1973-10-09
US404724 1973-10-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5993242A JPS5993242A (en) 1984-05-29
JPH0135211B2 true JPH0135211B2 (en) 1989-07-24

Family

ID=23600769

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12405683A Granted JPS5993242A (en) 1973-10-09 1983-07-07 Joint device
JP58124055A Granted JPS5993241A (en) 1973-10-09 1983-07-07 Joint device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58124055A Granted JPS5993241A (en) 1973-10-09 1983-07-07 Joint device

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Publication number Publication date
JPS5993241A (en) 1984-05-29
JPH0115724B2 (en) 1989-03-20
JPS5993242A (en) 1984-05-29

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