JP2010530506A - 管のための結合装置 - Google Patents

Abstract

結合装置は円筒形の管（１０）又は管区分を接続体（２０）に接続するために働く。接続体（２０）は、端面（２４）から延びる第１の円錐形の孔（２３）と、該円錐形の孔（２３）に接続していて管（１０）を受容するために働く第１の円筒形の孔（２１）と、該第１の円筒形の孔（２１）に接続していて直径を減じられた第２の円筒形の孔（２２）とを有している。ユニオンナット（３０）が、管（１０）又は管区分のための孔（３１）を有している。このユニオンナット（３０）は、該ユニオンナット（３０）を接続体（２０）の対応ねじ山（２８）に螺合可能なねじ山（３８）と、接続体（２０）の円錐形の孔（２３）とは逆向きに先細になる円錐形の孔（３３）とを有している。さらに、ユニオンナット（３０）の円錐形の孔（３３）内に位置する第１の円錐部（４２）を有する切断リング（４０）が設けられていて、該切断リング（４０）は、管（１０）又は管区分を貫通案内する孔（４６）と、管（１０）又は管区分に向かって半径方向に突出する少なくとも１つの環状の切刃（４１，４２）とを有している。さらにまた、管（１０）又は管区分のための孔（５１）を有する中間リング（５０）が設けられていて、該中間リング（５０）は切断リング（４０）と接続体（２０）との間に配置されており、中間リング（５０）は円錐形の孔（５３）を有していて、該円錐形の孔（５３）に切断リング（４０）の第２の円錐部（４４）が押圧される。切断リング（４０）が、管（１０）の軸線に対して平行に延びるスリット（４７）を有している。

Description

本発明は、円筒形の管又は管区分を接続体に接続するための結合装置であって、接続体が、端面から延びる第１の円錐形の孔と、該円錐形の孔に接続していて管を受容するために働く第１の円筒形の孔と、該第１の円筒形の孔に接続していて直径を減じられた第２の円筒形の孔とを有しており、管又は管区分のための孔を有するユニオンナットが設けられていて、該ユニオンナットが、該ユニオンナットを接続体の対応ねじ山に螺合可能なねじ山と、接続体の円錐形の孔とは逆向きに先細になる円錐形の孔とを有しており、ユニオンナットの円錐形の孔内に位置する第１の円錐部を有する切断リングが設けられていて、該切断リングが、管又は管区分を貫通案内する孔と、管又は管区分に向かって半径方向に突出する少なくとも１つの環状の切刃とを有しており、管又は管区分のための孔を有する中間リングが設けられていて、該中間リングが切断リングと接続体との間に配置されており、中間リングが円錐形の孔を有していて、該円錐形の孔に切断リングの第２の円錐部が押圧される形式のものに関する。

このような形式の結合装置によって管の螺合による結合が可能になる。この場合特に金属製の管路が、この管路のための受容開口を有する接続管片に接続されるようになっている。接続管片と螺合可能なユニオンナットは、接続時に回転することができ、これによって、ユニオンナットと接続管片との間に位置する切断リングに対して軸方向運動を加える。種々異なった円錐形の孔とその中に位置する対応部材との配置によって、軸方向運動が切刃を備えた切断リングに伝達され、ユニオンナットの引き締め時に部分的に半径方向内側に向かっての変形が生じる。そして切刃は形状結合式に切欠き効果を伴って管路の材料内に切り込む。

このような構成は、例えばＤＥ１９６３７１２９Ｃ２又はＥＰ０８６３３５４Ｂ１に基づいて公知である。このような構成は実地においても様々に使用される。

このような公知の構成には次のような欠点がある。すなわち公知の構成では、すべてが接続される管を取り囲む、相対的に可動の小さなエレメントが多数存在することによって、種々異なった変向運動を保証するためには、かなり大きな力が加えられねばならない。

ゆえに本発明の課題は、使用者に対する信頼性及び機能性を損なうことなしに、僅かな力で螺合により結合させることができる結合装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の結合装置において、切断リングが、管の軸線に対して平行に延びるスリットを有しているようにした。

このように構成された結合装置において、切断リングはスリットによってその機能を些かも損失しない。切断リングは、管の外面に切欠き効果を伴って切り込むことができる環状の切刃を変わらずに有している。つまりスリットは何も不都合な変化を生ぜしめない。切断リングはそれにもかかわらず、著しく簡単に半径方向に変形することができる。切断リングは相応な力及び運動に対してほとんど抵抗を受けない。すなわち使用者は、結合装置の組立て時に、つまり接続体のねじ山へのユニオンナットの螺合時に、著しく減じられた力を使うだけでよい。

スリットを備えた切断リングのこのような作用を特に良好に変換するために、種々異なった角度のための特別な値が、特に有効であるということが判明した。

例えば、切断リングの第２の円錐部の円錐角と中間リングの円錐形の孔の円錐角とがそれぞれ、２０°よりも大きな角度、特に約３０°（±５°）であると、有利である。

これによってまた、極めて正確な半径方向の切り込みが可能になる。ユニオンナットの螺合時に軸方向力を、管の外面への切断リングの切刃の切り込みのための半径方向力に変換することは、著しく正確に行われる。

従来、切断リングの第２の円錐部の円錐角は通常約１２°に設定されていた。しかしながら有利に特徴によって、新しい切断リングの場合に円錐角は約３０°である。すなわち、本発明による結合装置の組立て中における軸方向移動距離が同じ場合に、切断リングは著しく深く切り込み、ひいては著しく確実な結合を生ぜしめる。考察によれば、結合部はいまや、従来技術による結合部に比べて約２.８倍も改善される。

数値例を用いた詳しい考察では、例えば汎用の１２°の円錐角における１ｍｍの軸方向移動距離は、０.２１ｍｍの半径方向移動距離に相当するのに対して、円錐角が３０°の本発明の構成では１ｍｍの軸方向移動距離は、０.５７ｍｍの半径方向移動距離を生ぜしめる。

すなわち本発明のように構成されていると、切断リングは急勾配の角度によって、切断リングにおいて扁平な円錐角を備えた汎用の構造におけるよりも、著しく多く半径方向に変形される。従って切断リングは本発明によって管材料内に良好に食い込む。

いまや切断リングの著しく正確かつ確実な半径方向の切り込みが行われることによって、切断リングの製作誤差もまたより良好に補償される。例えば切断リングの直径誤差は、許容範囲が著しく大きくなり、その結果作用全体がさらにより確実になる。

切断リングが半径方向においても著しく良好に切り込むことによって、直径誤差のみならず、切刃の丸みも、著しく許容範囲が大きくなり、かつより安全になる。

本発明の別の有利な構成では、中間リングが当接制限面を有しており、切断リングが、中間リングに隣接した側に、当接制限面に対応する支持面を有しており、中間リングの当接制限面と円錐形の孔とが互いの間に角度を成している。

この構成もさらなる利点を有している。すなわち中間リングのこのような特殊な構成によって、切り込みと保持の機能を、同様に有利に望まれているシール機能から切り離すことが可能になる。

そのために本発明の別の有利な構成では、中間リングが軟質シールエレメントを有しており、該軟質シールエレメントが、管の壁と中間リングと接続体の円錐形の孔との間において管を取り囲むように環状に配置されている。

この場合、軟質シールエレメントが、管の外側に接触している中間リングによって、切断リングから隔てられていると、特に有利である。

さらに本発明の特に有利な構成では、切断リング及び中間リングの寸法は、切断リングが組付け終了後に支持面で中間リングの当接制限面に接触し、かつ切刃を有する面で管の外側面に接触するように、寸法設定されている。

このように構成されていると、切断リングが中間リングに接触した時に、組立て終了の明らかな信号化が可能になる。そして切断リングの過剰組付けを阻止することができる。

全体としてユニオンナットと切断リングの軸方向移動距離は、本発明によって最適に半径方向移動距離に変換される。また切断リングの切り込みは著しく改善される。このことは、最適化された角度によって助成される。

さらに別の有利な構成では、切刃丸み部（Schneidenverrundung）が設けられている。切刃丸み部によって、管の引き裂けるおそれが減じられ、つまり大きな力が加わることによる結合装置の意図しない解除のおそれが減じられる。このように大きな力が加えられた場合にすべての力は切刃によって受け止められねばならないということを、考慮しなくてはならない。

次に図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。

本発明による結合装置の１実施形態を示す断面図である。 図１のＢで示された領域を拡大して示す断面図である。 本発明による切断リングを示す平面図である。 図３に示された切断リングを示す斜視図である。

管１０と接続体２０との螺合による結合装置が、図１に示されている。管１０は円筒形であり、図１には管１０の下端部が例示されており、この下端部は図示よりもさらに長くてもよく、管路装置の一部であってもよい。

この管１０は、接続体２０内に差し込まれる。接続体２０はそのために第１の円筒形の孔２１を有しており、この孔２１は、この孔２１内に管１０が差し込まれ得るように正確に寸法設定されている。第２の孔２２は、第１の孔に比べて小さな直径を備えて形成されている。この第２の孔２２は第１の孔を、接続体２０の内部に向かって延長している。管１０の内部に存在する媒体は、第２の孔２２内に達することができ、さらにその中を搬送されることができる。

管１０はこの場合、第１の孔２１と第２の孔２２とが互いに面しているもしくは切り離されている端面２５において、支持されている。

接続体２０の外側面として別の端面２４が設けられており、この場合第１の外側の円筒形の孔２１は円錐形の孔２３に移行しており、この孔２３は端面２４に向かって開放している。

接続体２０は外側にさらにねじ山２８を有しており、このねじ山２８は、対応ねじ山３８との螺合のために設けられていて、この対応ねじ山３８については以下において詳しく述べる。

接続体２０のねじ山２８には、対応ねじ山３８を備えたユニオンナット３０を螺合により装着することができる。ユニオンナット３０は孔３１を有しており、この孔３１を通して管１０は案内されることができる。孔３１とねじ山３８との間にはさらに区分が設けられていて、この区分においてユニオンナット３０を貫く孔３１は、円錐形の孔３３として接続体２０に向かって拡大している。

接続体２０とユニオンナット３０との間には、切断リング４０が設けられている。この切断リング４０は図示の実施形態では２つの環状の切刃４１，４２を有しており、両切刃４１，４２はそれぞれ管１０の外面に向かって方向付けられている。切断リング４０は管１０を取り囲んでいて、この管１０は切断リング４０の孔４６を貫いて延びている。

切断リング４０はさらに第１の円錐部４３を有しており、この第１の円錐部４３はユニオンナット３０に向けられていて、組立て中、ユニオンナット３０の円錐形の孔３３内に位置している。

切断リング４０はさらに第２の円錐部４４を有しており、この第２の円錐部４４は、第１の円錐部４３とは逆向きに先細になっている。

切断リング４０と接続体２０との間には中間リング５０が配置されている。この中間リング５０もまた、管１０のための孔５１を有していて、この管１０を取り囲んでいる。中間リング５０はアダプタエレメント又は保持リングとも呼ぶことができる。

この中間リング５０は環状の支持面５２を有しており、この支持面５２で中間リング５０は接続体２０の端面２４に接触している。

さらに中間リング５０は、支持面５２とは反対の側に円錐形の孔５３を有している。この円錐形の孔５３内には、切断リング４０の第２の円錐部４４が位置している。

この円錐形の孔５３は、中間リング５０の孔５１に隣接した、中間リング５０の当接制限面５４に隣接し、この当接制限面５４に移行している。

当接制限面５４に向かい合って切断リング４０の支持面４５が位置しており、この支持面４５は最初、この当接制限面５４からなお間隔を有している。

中間リング５０はさらに軟質シールエレメント６０を有している。この軟質シールエレメント６０は、管１０の外壁と接続体２０の円錐形の孔２３と中間リング５０の相応な支持装置との間に位置している。中間リング５０は同様に管１０の外壁に隣接しているので、同様に管１０を取り囲む環状の軟質シールエレメント６０は、中間リング５０によって切断リング４０から持続的に機械的に隔てられている。

図１のＢで示された領域を拡大して示す図２には、円錐形の孔がどのような角度を有していて、かつ個々のエレメントの大凡の寸法関係がどのようであるかが、示されている。

図２からはさらに、管１０の壁、接続体２０、軟質シールエレメント６０を備えた中間リング５０、切断リング４０及びユニオンナット３０の互いに連続した領域が、良く分かる。

切断リング４０は特に図３において平面図で分かり易く示されている。この図３から分かるように、切断リング４０は、孔４６を取り囲んでいる連続して閉鎖されたリングではなく、スリット４７を有している。これによって切断リング４０は、管１０を取り囲んでいる場合でも、半径方向において極めて容易に変形可能である。

さらに図４の斜視図からは、スリット４７がそのように形成されているのか、かつスリット４７が円錐形の領域に対してどのような状態にあるのかが、分かる。

接続体２０との管１０の組付け時に、ユニオンナット３０はその中に位置する切断リング４０及び中間リング５０と一緒に、下から管に被せ嵌められ、次いで管は接続体２０に挿入され、その後でユニオンナット３０が螺合される。

円錐形の孔２３，３３，５３は円錐形のエレメント４３，４４に対して正確に合うので、ユニオンナット３０の中に位置する切断リング４０及び中間リング５０は、自動的にその位置を占める。

ユニオンナット３０の螺合によって、最初になお残っていた、切断リング４０における支持面４５と中間リング５０における当接制限面５４との間の小さな間隙もまた閉鎖され、しかもこれによって同時に切断リング４０の過剰組付け（Uebermontage）が阻止される。

１０ 管（円筒形）、 ２０ 接続体、 ２１ 孔（管１０のための第１の円筒形の孔）、 ２２ 孔（小さな直径を備えた第２の孔）、 ２３ 円錐形の孔、 ２４ 中間リングに対する端面、 ２５ 管１０に対する端面、 ２８ ユニオンナット３０との螺合のためのねじ山、 ３０ ユニオンナット、 ３１ 管１０のための孔、 ３３ 円錐形の孔、 ３８ 接続体２０との螺合のためのねじ山、 ４０ 切断リング、 ４１ 第１の切刃（環状）、 ４２ 第２の切刃（環状）、 ４３ ユニオンナット３０に対する第１の円錐部、 ４４ 中間リング５０に対する第２の円錐部、 ４５ 中間リング５０に対する支持面、 ４６ 管１０のための孔、 ４７ スリット、 ５０ 中間リング、 ５１ 管１０のための孔、 ５２ 接続体２０に対する支持面、 ５３ 切断リング４０のための円錐部、 ５４ 切断リング４０のための当接制限面、 ６０ 軟質シールエレメント

Claims (8)

1. 円筒形の管（１０）又は管区分を接続体（２０）に接続するための結合装置であって、
   接続体（２０）が、端面（２４）から延びる第１の円錐形の孔（２３）と、該円錐形の孔（２３）に接続していて管（１０）を受容するために働く第１の円筒形の孔（２１）と、該第１の円筒形の孔（２１）に接続していて直径を減じられた第２の円筒形の孔（２２）とを有しており、
   管（１０）又は管区分のための孔（３１）を有するユニオンナット（３０）が設けられていて、該ユニオンナット（３０）が、該ユニオンナット（３０）を接続体（２０）の対応ねじ山（２８）に螺合可能なねじ山（３８）と、接続体（２０）の円錐形の孔（２３）とは逆向きに先細になる円錐形の孔（３３）とを有しており、
   ユニオンナット（３０）の円錐形の孔（３３）内に位置する第１の円錐部（４２）を有する切断リング（４０）が設けられていて、該切断リング（４０）が、管（１０）又は管区分を貫通案内する孔（４６）と、管（１０）又は管区分に向かって半径方向に突出する少なくとも１つの環状の切刃（４１，４２）とを有しており、
   管（１０）又は管区分のための孔（５１）を有する中間リング（５０）が設けられていて、該中間リング（５０）が切断リング（４０）と接続体（２０）との間に配置されており、中間リング（５０）が円錐形の孔（５３）を有していて、該円錐形の孔（５３）に切断リング（４０）の第２の円錐部（４４）が押圧される形式のものにおいて、
   切断リング（４０）が、管（１０）の軸線に対して平行に延びるスリット（４７）を有していることを特徴とする、管のための結合装置。
2. 切断リング（４０）の第２の円錐部（４４）の円錐角と中間リング（５０）の円錐形の孔（５３）の円錐角とがそれぞれ、２０°よりも大きな角度、特に約３０°（±５°）である、請求項１記載の結合装置。
3. 中間リング（５０）が当接制限面（５４）を有しており、切断リング（４０）が、中間リング（５０）に隣接した側に、当接制限面に対応する支持面（４５）を有しており、中間リング（５０）の当接制限面（５４）と円錐形の孔（５３）とが互いの間に角度を成している、請求項１又は２記載の結合装置。
4. 中間リング（５０）の当接制限面（５４）と円錐形の孔（５３）との間の角度が、１１０°（±５°）の角度を成している、請求項３記載の結合装置。
5. 中間リング（５０）が軟質シールエレメント（６０）を有しており、該軟質シールエレメント（６０）が、管（１０）の壁と中間リング（５０）と接続体（２０）の円錐形の孔（２３）との間において管（１０）を取り囲むように環状に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の結合装置。
6. 軟質シールエレメント（６０）が、管（１０）の外側に接触している中間リング（５０）によって、切断リング（４０）から隔てられている、請求項５記載の結合装置。
7. 切断リング（５０）及び中間リング（５０）の寸法は、切断リング（５０）が組付け終了後に支持面（４５）で中間リング（５０）の当接制限面（５４）に接触し、かつ切刃（４１，４２）を有する面で管（１０）の外側面に接触するように、寸法設定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の結合装置。
8. 切断リング（５０）が切刃丸み部を備えて形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の結合装置。

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