(57)【要約】  フランジ又は他のカップリングをパイプに接合する方法であって、半径方向に拡張する複数のセグメント１０は、パイプ１に挿入された工具上の円形隆起部１１によって、パイプ壁のビード部５、６を、取り囲むカップリング・エレメント２の対応する溝３、４内に押し曲げ、パイプ端部は、セグメント上の突出部によって、外側へのオーバベンド部が与えられ、オーバベンド部は、ビード部の押し曲げ中に、パイプ端部が内側に先細になるのを防止する。本発明は、カップリング・エレメントの内部構成並びにビード部を押し曲げる工具を備える。
2007530284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ又は他のカップリング・エレメントをパイプに接合する方法であって、パイプ壁の複数の円形ビード部（５；６）が、取り囲むカップリング・エレメントの対応する溝（３；４）内に押し曲げられ、該押し曲げ操作の最初の間に、前記ビード部間のパイプ壁で自然に発生する内側座屈エリアが、前記押し曲げ操作の終わりに近付くにつれ、外側に後押し曲げされ、それによって、パイプにおいて、外向き張力が得られることを特徴とする方法。
【請求項２】
フランジ又は他のカップリング・エレメントをパイプに接合する工具であって、工具は、パイプ壁の円形ビード部（５；６）を、前記カップリング・エレメントの対応する溝（３；４）内に押し曲げるための、複数の円形隆起部（１１）を有する軸方向に分離し、半径方向に可動の複数のセグメント（１０）を有し、前記セグメント上の前記隆起部間において、円柱部分（１３）が存在し、前記円柱部分（１３）は、前記押し曲げ操作の最初の間に、前記ビード部間のパイプで自然に発生する内側座屈エリアを、前記押し曲げ操作の終わりに近付くにつれ、外側に後押し曲げし、それによって、パイプにおいて、外向き張力が得られることを特徴とするカップリング・エレメントをパイプに接合する工具。
【請求項３】
前記パイプの端部の真上に存在する、前記セグメントの円柱部上に、突出部（１４）が配置され、前記突出部（１４）は、前記パイプ端部をパイプに関して適切な径よりわずかに大きく、外側に押し曲げることを特徴とする請求項２に記載のカップリング・エレメントをパイプに接合する工具。
【請求項４】
前記セグメントは、内部円錐形状を有し、それによって、前記セグメントの中央の円錐は、外に引き出され、したがって、前記セグメントを半径方向に拡張することを特徴とする請求項２又は３に記載のカップリング・エレメントをパイプに接合する工具。
【請求項５】
請求項１に記載の方法のためのカップリング・エレメントであって、パイプを取り囲むエレメントの一番先の部分であって、パイプが端部を有する、一番先の部分において、パイプの外径より大きい凹所（ａ）が存在し、それによって、前記パイプ端部が、外側へのオーバベンド部を与えられる空間が存在することになることを特徴とするカップリング・エレメント。
【請求項６】
前記エレメント（３０）は、２つの対応する半分のフランジが、前記エレメントの周りで締付けることを可能にするように、外部に球状に形作られ、それによって、隣接するフランジに対する連結に関する角度調整が得られることを特徴とする請求項５に記載のカップリング・エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジ又は他のカップリング・エレメントをパイプに接合するシステム及び方法並びに方法を実施する工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプとパイプの連結又はパイプと他の部品の連結が設けられる時に、多くのタイプ及び種類のフランジが、産業で広く使用されている。フランジのパイプへの溶接は、スチール・パイプ及び標準的な溶接可能金属の場合に、最も一般的な方法であり、一方、例えば、スクリュー・フランジは、例えば、亜鉛メッキ・パイプに連結して使用される。
【０００３】
最近、パイプを固定するために、カップリング・エレメントを締結し、カップリング内部でパイプを変形させることによってパイプを接合する、いくつかの方法が開発された。パイプの変形が全く無いか、又は、ほとんど無い状態で、パイプの外側にカップリングを締付ける他の方法及び器具も開発された。こうした方法の実施例は、米国特許明細書第４，５９３，４４８号及び米国特許明細書第４，１４７，３８５号に教示される。ドイツ特許明細書第２７  ２４  ２５７号及び米国特許明細書第２，２５２，２７４号は、ローラを有する工具を教示しており、工具は、周りにローラがある状態で、中央の回転円錐によって、パイプを変形させ、それによって、パイプが、カップリング・エレメントの溝に嵌合する。ドイツ特許明細書第３１４４３８５号は、パイプの接合システムを教示しており、下にあるピストンに対して油圧を使用して、半径方向に可動の隆起部がビード部を押し曲げて入れる。しかし、さらに以下で説明するように、ビード部の横のパイプ壁は、内側に座屈し、工具の隆起部が引っ込んだ時に、パイプの実際のビード部もまた、ある程度引っ込むことになり、連結を弱くする。さらに、パイプとカップリング・エレメント間に金属と金属のシールが存在することになり、したがって、前記特許文書で教示されるシステムは、カップリング・エレメントの溝にシーリング材を必要とすることになる。ドイツ特許明細書第３１４４３８５号で教示された半径方向ピストンの場合、特別に大きな半径方向の力を得ることが可能でないことがわかっており、この原理は、おそらく、特に薄い壁を持つパイプに関して使用されることができる。
【０００４】
パイプ壁を変形して、取り囲むカップリング・エレメントの溝に入れることは、パイプ壁が半径方向外側に押し曲げられる場合、非常に大きな力を必要とする。ドイツ特許明細書第２７  ２４  ２５７号及び米国特許明細書第２，２５２，２７４号に記載されるローラの使用は、半径方向の力はあまり必要とされないが、一方、工具は、パイプに固定されなければならず、したがって、大きく且つ重くなることを意味する。回転は、材料に過酷な処理を受けさせ、同様に、半径方向の押し曲げより長い時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、フランジ又は他のカップリング・エレメントをパイプに接合するシステムを提供することであり、工具は、パイプを固定する必要が無いように、半径方向に動作するだけである。さらに、小さなパイプ寸法との連結においても、比較的肉厚の大きいパイプ壁のビード部を変形するのに十分な力を有する工具を得ることが目的である。ビード部の半径方向の押し曲げに関連して問題となることがわかっている、パイプ端部が内側へ先細になることが回避されるように、工具が機能すべきことも目的である。
【実施例】
【０００６】
図１は、ビード部（５、６）が押し曲げられる前の、パイプ及びカップリング・エレメントを示す。図２は、ビード部が、カップリング・エレメント内に押し曲げられた後のパイプ及びカップリング・エレメントを示す。図３は、緩いフランジ用の所定場所に押し曲げられたカラーを示す。図１０は、球状可動性を有するフランジを示す。
【０００７】
工具の原理は、図５に示され、一方、機械式力増幅器として使用される円錐の異なる実施例は、図６〜８に示される。図９は、油圧式力増幅器を有する工具を示す。
【０００８】
外部カップリング・エレメントの内部構成と、ビード部を形成する工具の両方を備える、本発明の開発中に、最適な取付けのための最も重要なパラメータは、ビード部を押し曲げる工具の部分と、同様に、押し曲げ操作中に、パイプの端部が内側に先細になるのを防止する工具の部分の構成にあることが、すぐに発見された。
【０００９】
図１及び図２は、パイプ端部（ｂ）がぶつかってもたれかかるカップリング・エレメントの最も外側の部分（ａ）が、外側に張り出していることを示す。これは、工具が、パイプ端部（ａ）に外側へのオーバベンド部を与えることを可能にする。外側へのオーバベンド部は、述べたように、パイプ端部が、内側に先細になる傾向があるために必要である。そのため、パイプは、図２の拡大断面図を見てわかるように、ビード部（５、６）が押し曲げられた後、ほとんど真っ直ぐである。
【００１０】
カップリング・エレメントの同じ基本内部構成は、図３に示す緩いフランジ用のカラー、図４に示す球状に可動なフランジ、及び、同じ締結方法に適する場合がある他のタイプに適用可能であるであろう。
【００１１】
図３に示すカップリング・エレメントの円柱部分（ｃ）は、有利には、かなり肉厚が薄くてもよいことが述べられるべきである。そのため、ある程度まで、壁は、弾性があり、押し曲げ操作中に、少し撓むことになり、このことは、後で、壁が、内向き張力下にあり、そのため、連結部にさらなる圧力を与え、パイプが、外向き張力の状態になることを意味することになる。
【００１２】
実験室で実行された試験が示すところでは、溝（３、４）とビード部（５、６）の間で、機械的に良好なシールが得られる。それでも、溝の１つ又は複数にシーリング材を入れることが適切である場合がある。
【００１３】
図５によれば、工具の原理は、パイプ壁に向かって外に押し曲げられ、初めてビード部を形成する円形隆起部（１１）を有する複数のセグメント（１０）に基づく。押し曲げ操作の終わりに近付くにつれ、セグメントの円柱部（１３）は、ビード部の横の部分において、パイプにぶつかって押し曲げて、ビード部の横の部分が、内側に座屈するのを防止する。このプロセスは、図４ａ及び図４ｂ並びに図１１に示される。図４ａは、押し曲げ操作前の、パイプ（１）及びカップリング（２）を示し、図１１は、押し曲げ中の中間段階の拡大図であり、ビード部の横の、パイプの前述の内側座屈エリア（ｂ）を見ることができる。図４ｂでは、セグメントの円柱部分が、内側座屈エリアをカップリング・エレメントに向かってもとに戻すように押し曲げており、それによって、内側座屈エリアは、パイプの径とほとんど同じ高さにあることが見られる。この後押し曲げは、パイプ内で強力な半径方向張力作用を与え、半径方向張力作用は、ビード部と溝の間のシーリング点における、パイプとカップリング・エレメント間の接触圧を増加させ、また、例えば、ドイツ特許明細書第３１４４３８５号において先に述べた平坦隆起部を参照した時に述べた、パイプの引っ込みを防止する。セグメントの最も内側には、パイプの端部にぶつかって押し曲げる突出部（１４）が設けられる。カップリング・エレメントの対応する部分には、開先又はカットアウトの形態で作られてもよい凹所（ａ）が存在する。このカットアウトは、一部の使用については、シーリング材で部分的に充填されることができ、又は、Ｏリングが嵌合されてもよい。工具及びカップリング・エレメントのこの特別な設計は、先に述べたように、パイプが、内側に先細になるのを防止するために必要であることがわかった。
【００１４】
セグメント（１０）、特に、隆起部（１１）は、押し曲げ操作中に著しく大きな応力を受け、したがって、焼き入れしたスチールで作られる。その結果、セグメントを操作するのに、半径方向の大きな力もまた必要とされる。セグメントの実施例として、８つのセグメントを有する、図２及び図３に示す７６ｍｍの外径と３．２ｍｍの壁厚を有する、スチール・パイプの連結部の押し曲げは、約２００ｋＮのセグメント当たりの半径方向の力を必要とし、全体で、約１６００ｋＮの力を必要とするはずである。これらは、非常に狭い空間内において非常に大きな力であり、したがって、本発明による工具は、パイプ内部の力増幅器と組み合わせて、パイプ外部のパワー・アクチュエータを使用する。
【００１５】
図６は、力増幅器としての環状円錐（２０）を有する工具を示し、図７は、円錐が引き入れられ、セグメントが拡張位置にある工具を示す。図８は、力増幅器として多角錐を有する同じ工具を示す。
【００１６】
図９は、油圧操作式セグメントを有する工具を示しており、セグメント（２２）は個別に示されており、油を充填したハウジング（２１）内の対応するシリンダ内で移動することができるピストン（２７）に、セグメントが締結されることが見てわかる。そのため、示す工具において、全部で、８つのピストンと８つのシリンダが存在することになる。ロッド（２５）が、ハウジング内に押し込まれると、油が、ピストン（２７）を外側に押すことになる。ロッドの径を基準にしてピストンの径が大きければ大きいほど、力増幅は大きい。
【００１７】
この種のカップリング・エレメントの冷間接合は、例えば、溶接と違って、カップリング材が、変性表面構造を与えられないことを意味する。したがって、本発明は、球状カップリング・エレメント（３０）がパイプに締結され、２部分フランジ（３１、３２）が、一緒にねじ込まれる、図１０に示すカップリングに適しており、２つの部分は、カップリング・エレメントの両側で互いに面する。フランジは、その後、パイプを基準にして可変角度で取り付けられることが可能であることになる。フランジは、ねじ込まれた後でも、自由に移動可能であるか、フランジが別のフランジに固定されると、カップリング・エレメント（３０）にロックされるようなものであるかのいずれかであることになる。
【図１】
2007530284.tif 000003
【図２】
2007530284.tif 000004
【図３】
2007530284.tif 000005
【図４】
2007530284.tif 000006
【図５】
2007530284.tif 000007
【図６】
2007530284.tif 000008
【図７】
2007530284.tif 000009
【図８】
2007530284.tif 000010
【図９】
2007530284.tif 000011
【図１０】
2007530284.tif 000012
【図１１】
2007530284.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月10日(2005.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップリング・エレメント、例えば、接合用フランジ手段をパイプに接合する方法及び工具に関し、請求項１、２、及び５の前提部分に記載されるように、前記カップリング・エレメントは、パイプを取り囲み、パイプに面する溝を有し、パイプに設けられる対応する複数のビード部とパイプに接合可能なカップリング・エレメントとを収容することを意図されており、前記カップリング・エレメントは、パイプを取り囲み、パイプに面する溝を有し、パイプに設けられる対応する複数のビード部を収容するように構成されている。
【背景技術】
【０００２】
パイプとパイプの連結又はパイプと他の部品の連結が設けられる時に、多くのタイプ及び種類のフランジが、産業で広く使用されている。フランジのパイプへの溶接は、スチール・パイプ及び標準的な溶接可能金属の場合に、最も一般的な方法であり、一方、例えば、スクリュー・フランジは、例えば、亜鉛メッキ・パイプに連結して使用される。
【０００３】
最近、パイプを固定するために、カップリング・エレメントを締結し、カップリング内部でパイプを変形させることによってパイプを接合する、いくつかの方法が開発された。パイプの変形が全く無いか、又は、ほとんど無い状態で、パイプの外側にカップリングを締付ける他の方法及び器具も開発された。こうした方法の実施例は、米国特許明細書第４，５９３，４４８号及び米国特許明細書第４，１４７，３８５号に教示される。ドイツ特許明細書第２７  ２４  ２５７号及び米国特許明細書第２，２５２，２７４号は、ローラを有する工具を教示しており、工具は、周りにローラがある状態で、中央の回転円錐によって、パイプを変形させ、それによって、パイプが、カップリング・エレメントの溝に嵌合する。ドイツ特許明細書第３１４４３８５号は、パイプの接合システムを教示しており、下にあるピストンに対して油圧を使用して、半径方向に可動の隆起部がビード部を押し曲げて入れる。しかし、さらに以下で説明するように、ビード部の横のパイプ壁は、内側に座屈し、工具の隆起部が引っ込んだ時に、パイプの実際のビード部もまた、ある程度引っ込むことになり、連結を弱くする。さらに、パイプとカップリング・エレメント間に金属と金属のシールが存在することになり、したがって、前記特許文書で教示されるシステムは、カップリング・エレメントの溝にシーリング材を必要とすることになる。ドイツ特許明細書第３１４４３８５号で教示された半径方向ピストンの場合、特別に大きな半径方向の力を得ることが可能でないことがわかっており、この原理は、おそらく、特に薄い壁を持つパイプに関して使用されることができる。
【０００４】
パイプ壁を変形して、取り囲むカップリング・エレメントの溝に入れることは、パイプ壁が半径方向外側に押し曲げられる場合、非常に大きな力を必要とする。ドイツ特許明細書第２７  ２４  ２５７号及び米国特許明細書第２，２５２，２７４号に記載されるローラの使用は、半径方向の力はあまり必要とされないが、一方、工具は、パイプに固定されなければならず、したがって、大きく且つ重くなることを意味する。回転は、材料に過酷な処理を受けさせ、同様に、半径方向の押し曲げより長い時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、フランジ又は他のカップリング・エレメントをパイプに接合することを提供することであり、工具は、パイプを固定する必要が無いように、半径方向に動作するだけである。さらに、小さなパイプ寸法との連結においても、比較的肉厚の大きいパイプ壁のビード部を変形するのに十分な力を有する工具を得ることが目的である。ビード部の半径方向の押し曲げに関連して問題となることがわかっている、パイプ端部が内側へ先細になることが回避されるように、工具が機能すべきことも目的である。
【実施例】
【０００６】
カップリング・エレメントをパイプに接合する方法の新しい機能及び特徴的な機能は、添付特許請求項１から明らかである。
【０００７】
カップリング・エレメントをパイプに接合する工具の新しい機能及び特徴的な機能は、添付特許請求項２から明らかであり、工具のさらなる実施例は、関連する従属請求項３及び４から明らかである。
【０００８】
カップリング・エレメントの新しい機能及び特徴的な機能は、添付特許請求項５から明らかであり、カップリング・エレメントのさらなる機能は、関連する従属請求項６から明らかである。
【０００９】
本発明は、ここで、添付図面の図を参照してさらに詳細に述べられる。
【００１０】
図１ａは、パイプとカップリングの側面図である。
【００１１】
図１ｂは、パイプにビード部が作成されていない状態の、図１ａの断面Ａ−Ａの図である。
【００１２】
図１ｃは、図１ｂの丸で囲んだ領域Ｂの拡大図である。
【００１３】
図１ｄは、パイプにビード部が作成された状態の、図１ａの変更断面Ａ−Ａの図である。
【００１４】
図２ａは、パイプが挿入された状態の変更されたカップリング・エレメントを示す図である。
【００１５】
図２ｂは、図３ｂの断面Ａ−Ａを示す図である。
【００１６】
図３ａは、カップリング操作前の第１操作段階における、パイプ、カップリング・エレメント、及び挿入された工具の側面図である。
【００１７】
図３ｂは、図３ａのパイプ、カップリング・エレメント、及び工具部の組立品を通る断面Ａ−Ａを示す図である。
【００１８】
図３ｃは、パイプとカップリング・エレメント間でカップリングが行われた後の、工具の第２操作段階における図４ａに示す組立品の側面図である。
【００１９】
図３ｄは、図３ｃの組立品を通る断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【００２０】
図４ａは、工具の側面図であり、図４ｂは、図４ａの断面Ａ−Ａの図である。
【００２１】
図５ａは、第１角度からの工具の斜視図であり、図５ｂは、第２角度からの工具の斜視図である。
【００２２】
図６は、工具の側面図である。
【００２３】
図７ａは、変更された工具の側面図であり、図７ｂは、工具の機能拡張を行う要素の図である。
【００２４】
図８ａは、変更されたカップリング・エレメント構造を有するパイプの側面図であり、図８ｂは、図８ａの実施例を通る断面Ａ−Ａの図である。
【００２５】
図９は、カップリングの確立についての最終調整を示す図である。
【００２６】
図１ａ〜１ｃは、ビード部（５、６）が作成される前の、パイプ（１）とカップリング・エレメント（２）を示す。図１ｄは、パイプ（１）に作成されたビード部（５、６）が、カップリング・エレメント（２）の、それぞれ、凹所（３、４）内に押し曲げられた後のパイプ（１）とカップリング・エレメント（２）を示す。
【００２７】
図２ａと図２ｂは、パイプ（１）上に取り付けられた（ｆｉｔ）カップリング・エレメント（２’’）を示し、ビード部（５、６）は、カップリング・エレメント（２’’）の凹所内の所定場所に押し曲げられ、カップリング・エレメントは、別のカップリング・エレメント（図示せず）に取り付けるためのフランジ（２’’’）を有する。
【００２８】
図８は、カップリング・エレメント構造（３０）を示し、構造（３０）は、カップリング・エレメント（３０）の部分的に球の表面上での［球状の］可動性によって、構造（３０）を基準にして傾斜可能であるフランジ（３０’、３０’’）を有する。
【００２９】
工具の原理は、図４ａと図４ｂに示され、一方、パイプ壁にビード部を作成するため、工具径の拡張を生じさせるために、工具内に嵌められた、機械式力増幅器として使用される円錐形状部材（２０）の異なるアプリケーションは、図４〜６に示される。
【００３０】
図７ａは、油圧式力増幅器を有する工具を示す。
【００３１】
外部カップリング・エレメント（２；２’）の内部構成と、ビード部（５、６）を形成する工具（１０）の両方を備える、本発明による装置の開発中に、パイプへのカップリング・エレメント（２；２’）の最適な取付けのための最も重要なパラメータは、ビード部（５、６）をパイプから外に押し曲げる工具の部分（１１、１１’）と、同様に、押し曲げ操作中に、パイプ（１）の端部が内側に先細になるのを防止する工具の部分（１４）の構成にあることが、すぐに発見された。
【００３２】
図１ａ〜１ｄは、パイプ端部（１’）がぶつかってもたれかかるカップリング・エレメント（２）の最も外側の部分（２’）が、外側に張り出していることを示す。これは、工具が、パイプ端部（１’）に外側へのオーバベンド部を与えることを可能にする。外側へのオーバベンド部は、述べたように、パイプ端部が、普通なら内側に先細になる傾向があるために必要である。そのため、パイプ（１）は、図１ｄの断面図を見てわかるように、ビード部（５、６）が押し曲げられた後、ほとんど真っ直ぐであるように見えることになる。
【００３３】
カップリング・エレメントの同じ基本内部構成は、緩いフランジに意図されるカップリング・エレメント又は継ぎ輪、図８に示す可動フランジ、及び、同じ締結方法に適する場合がある他のタイプに適用可能であるであろう。
【００３４】
図１、２、及び３に示すカップリング・エレメント（２；２’）の円柱部分（ｃ）は、有利には、かなり薄肉であってよいことが述べられるべきである。そのため、ある程度まで、壁は、弾性があり、押し曲げ操作中に、少し撓むことになり、このことは、後で、壁が、内向き張力下にあり、そのため、連結部にさらなる圧力を与え、パイプ（１）が、外向き張力の状態となることを意味することになる。
【００３５】
実験室で実行された試験が示すところでは、溝（３、４）とビード部（５、６）の間で、機械的に良好なシールが得られる。それでも、溝の１つ又は複数にシーリング材を入れることが適切である場合がある。
【００３６】
図４ａと図４ｂによれば、工具の原理は、パイプ壁の内部に向かって外に押し曲げられ、初めてビード部（５、６）を形成することを意図される円形セグメント隆起部（１１）をそれぞれが有する、複数のセグメント（１０）に基づく。押し曲げ操作の終わりに近付くにつれ、セグメントの円柱組立品を形成するセグメントのそれぞれの円柱セグメント部（１３）は、ビード部（５、６）に対して横に配置された部分において、パイプの内部にぶつかって押し曲げて、前記部分が、内側に座屈するのを防止する。このプロセスは、図３ａ〜３ｄ並びに図９に示される。図３ａと図３ｂは、押し曲げ操作前の、パイプ（１）及びカップリング（２）を示し、図９は、押し曲げ中の中間段階の拡大図であり、ビード部（５、６）に対して横の、パイプの前述の内側座屈エリア（１’’）を見ることができる。図３ｃと図３ｄでは、セグメント（１０）の円柱部分（１３）が、内側座屈エリア（１’’）をカップリング・エレメント（２）に向かってもとに戻すように押し曲げており、それによって、内側座屈エリアは、パイプの内壁及びパイプの径とほとんど同じ高さにあることが見られる。この後押し曲げは、パイプ内で強力な半径方向張力作用を与え、半径方向張力作用は、ビード部（５、６）と溝（３、４）の間のシーリング点における、パイプ（１）とカップリング・エレメント（２）間の接触圧を増加させ、また、例えば、ドイツ特許明細書第３１４４３８５号において先に述べた平坦隆起部を参照した時に述べた、パイプ（１）の引っ込みを防止する。突出部（１４）は、セグメント（１０）の最も内側、すなわち、工具エレメント・フランジ（２１）の近くに配置され、前記突出部（１４）は、図９に示すように、パイプの端部（１’’’）にぶつかって圧力を生じることを意図される。カップリング・エレメント（２）の対応する部分には、開先又はカットアウトの形態で作られてもよい凹所（１５）が存在する。このカットアウト（１５）は、一部の使用については、シーリング材で部分的に充填されることができ、又は、Ｏリングが嵌合されてもよい。工具及びカップリング・エレメントのこの特別な設計は、先に述べたように、パイプが、内側に先細になるか、又は、内側に座屈するのを防止するために必要であることがわかった。
【００３７】
セグメント（１０）、特に、隆起部（１１）は、押し曲げ操作中に著しく大きな応力を受け、したがって、焼き入れしたスチールで作られる。その結果、セグメント（１０）を操作するのに、半径方向の大きな力もまた必要とされる。セグメントの実施例として、カップリング・エレメント２と、８つのセグメント（１０）を使用することによる、図１ｄ、２ａ及び図２ｂに示す７６ｍｍの外径と３．２ｍｍの壁厚を有する、スチール・パイプ（１）との間の連結部の押し曲げは、約２００ｋＮのセグメント当たりの半径方向の力を必要とし、全体で、約１６００ｋＮの力を必要とするはずである。これらは、非常に狭い空間内において非常に大きな力であり、したがって、本発明による工具は、パイプ（１）内部の力増幅器（２０）と組み合わせて、パイプ（１）外部に配置したパワー・アクチュエータを使用する。
【００３８】
図５ａは、セグメント（１０）と力増幅器の役を果たす環状円錐（２０）を有する工具を示し、図５ｂは、円錐（２０）が引き入れられ、セグメント（１０）が拡張位置にある工具を示し、図６は、力増幅器の役を果たす多角錐（２０’）を有する同じ工具を示す。
【００３９】
図７ａと図７ｂは、油圧操作式セグメント（２２）を有する工具を示す。セグメント（２２）は個別に示されており、油を充填したハウジング（２４）内の対応するシリンダ（２８）内で移動することができるピストン（２７）に、セグメント（２２）が締結されることが見てわかる。セグメント（２２）は、ビードを作成するために、円形セクタ隆起部（２３）を有する。示す工具は、全部で、８つのピストン（２７）と８つのシリンダ（２８）を有する。ロッド（２５）が、ハウジング内に押し込まれると、ハウジング（２４）内の油が、ピストン（２７）を外側に押すことになる。ロッド（２５）の径を基準にしてピストン（２７）の径が大きければ大きいほど、力増幅は大きい。参照数字２１は、複数の取付穴（２６）を有する工具取付フランジを示す。
【００４０】
このようなパイプ（１）へのカップリング・エレメント（２）の冷間接合は、例えば、溶接と違って、カップリング材が、変性表面構造を与えられないことを意味する。したがって、本発明は、図８ａと図８ｂに示すカップリングに適しており、パイプ（１）に締結されるカップリング・エレメント（３０）は、球表面の一部である外表面を有しており、２部分フランジは、ねじ込み動作取付けによって互いに締結されることができる部分（３０’、３０’’）を有し、２つの部分（３０’、３０’’）は、カップリング・エレメントの両側に配置され、互いに面する。フランジ部分（３０’、３０’’）を有するフランジは、その後、パイプを基準にして可変に設定することができる角度で取り付けられることが可能であることになる。部分（３０’、３０’’）を有するフランジは、フランジ部分（３０’、３０’’）をねじ込んだ後でも、自由に移動可能であるか、フランジ（３０’、３０’’）が別のフランジ（図示せず）に固定されると、カップリング・エレメント（３０）にロックされるようなものであるかのいずれかであることになる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリング・エレメント、例えば、接合用フランジ手段をパイプに接合する方法であって、前記カップリング・エレメントは、前記パイプを取り囲み、該パイプに面する溝を有し、該パイプに設けられる対応する複数のビード部を収容することを意図されており、
前記パイプの端部領域で該パイプを取り囲むように、前記カップリング・エレメントを設ける段階と、
前記パイプをその場で変形し、前記ビード部を作成し、該ビード部が、前記溝の中に突出するようにさせるように、前記取り囲むカップリング・エレメント上の前記溝の位置に対応するパイプの軸方向位置において、前記パイプの内壁に、最初で、且つ、専用の半径方向に向いた押し曲げ作用を提供する段階と、
前記最初の押し曲げ動作中に、前記作成されたビード部の間で且つ該作成されたビード部に隣接して自然に生じ、且つ、前記最初の押し曲げ動作によって引き起こされる、前記パイプの内側座屈領域において、該パイプの内壁に、２回目で、且つ、専用の半径方向に向いた後押し曲げ作用を提供する段階であって、それによって、前記領域の外側方向への後押し曲げを引き起こす、段階とを含み、それによって、前記カップリング・エレメントの前記位置において、前記パイプ内に外向き張力を生じることを特徴とする方法。
【請求項２】
カップリング・エレメント、例えば、接合用フランジ手段をパイプに接合する工具であって、前記カップリング・エレメントは、前記パイプを取り囲むことを意図され、該パイプに面する溝を有し、該パイプに設けられる対応する複数のビード部を収容することを意図されており、
工具は、複数の軸方向に分離した半径方向に可動なセグメント（１０）を有し、各セグメントは、隆起部を形成した複数の円形セクタを有し、前記複数のセグメントは、それによって、前記パイプの内壁への最初の押し曲げ作用によって、該パイプ壁を変形させて、前記パイプの外側に、前記パイプ壁の円周方向ビード部（５；６）を作成し、前記ビード部（５；６）が、前記カップリング・エレメントの前記溝（３；４）のうちの対応する溝の中に拡張するようにさせることが可能な、円周方向に拡張する隆起部（１１）を設けること、及び、
前記セグメントは、前記隆起部に隣接し、且つ、該隆起部の間に配置された円周方向に拡張する部分（１３）を有し、前記部分（１３）は、２回目のその後の押し曲げ作用において、前記第１押し曲げ作用中に、前記ビード部の間で、且つ、該ビード部に隣接する前記パイプ壁において自然に生じる内側座屈エリアの後押し曲げを引き起こし、それによって、前記カップリング・エレメントの前記位置において、前記パイプ内で、外向き張力が得られることを特徴とする工具。
【請求項３】
前記パイプの端部に軸方向に整列して存在する前記セグメントの一部は、前記パイプ端部を前記パイプに関して適切な径よりわずかに大きく、外側に押し曲げるように構成された突出部（１４）を有することを特徴とする請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記セグメントが、円錐状又は多角錐状内部空間を設けること、及び、
円錐又は多角錐は、前記セグメントの内部で、且つ、前記セグメントに同軸に配置可能であり、前記円錐又は多角錐は、前記形状の幅の狭い端部に向かって引っ張られると、前記セグメントが半径方向外側に移動するようにさせることを特徴とする請求項２又は３に記載の工具。
【請求項５】
パイプに連結可能なカップリング・エレメントであって、請求項２、３、及び４に記載の工具と共に使用するために、前記カップリング・エレメントは、前記パイプを取り囲み、該パイプに面する溝を有し、該パイプに設けられる対応する複数のビード部を収容するように構成されており、
前記カップリング・エレメントは、該カップリング・エレメントの一番先の部分において、前記パイプの外径より大きな径を有する凹所を有し、それによって、前記カップリング・エレメントが前記パイプを取り囲み、前記凹所が、前記パイプの端部と整列すると、該パイプ端部は、該パイプ端部に対する外向きの曲げ作用によって、前記凹所内に押し込むことができることを特徴とするカップリング・エレメント。
【請求項６】
前記カップリング・エレメント（３０）は、２部分フランジ装置を可能にするように、外表面の一部を球状に形作られており、前記２部分フランジ装置の内部空間は、前記カップリング・エレメントの前記表面に締付けられるように構成され、それによって、前記２部分フランジ装置を通る長手方向軸が、前記パイプの長手方向軸を基準にして角度調整可能であることを特徴とする請求項５に記載のカップリング・エレメント。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１ａ】
2007530284.tif 000014
【図１ｂ】
2007530284.tif 000015
【図１ｃ】
2007530284.tif 000016
【図１ｄ】
2007530284.tif 000017
【図２ａ】
2007530284.tif 000018
【図２ｂ】
2007530284.tif 000019
【図３ａ】
2007530284.tif 000020
【図３ｂ】
2007530284.tif 000021
【図３ｃ】
2007530284.tif 000022
【図３ｄ】
2007530284.tif 000023
【図４ａ】
2007530284.tif 000024
【図４ｂ】
2007530284.tif 000025
【図５ａ】
2007530284.tif 000026
【図５ｂ】
2007530284.tif 000027
【図６】
2007530284.tif 000028
【図７ａ】
2007530284.tif 000029
【図７ｂ】
2007530284.tif 000030
【図８ａ】
2007530284.tif 000031
【図８ｂ】
2007530284.tif 000032
【図９】
2007530284.tif 000033
【国際調査報告】
2007530284.tif 000034
2007530284.tif 000035
2007530284.tif 000036