(57)【要約】  比較圧力ｐ２より高い圧力ｐ１で付勢された流体を案内する管、装備又は機器の連結システムに関する。連結システムは第１と第２の継手部分１、２と周方向シール３とを備え、周方向シールは溝４内に配置される。溝は両継手部分１、２の一方に周方向に形成され、溝底４ａと溝側面４ｂ、４ｃとを備える。シール３は運転状態で溝４内において、変形されて半径方向予圧縮力ＦＶを発生し収容穴６の隙間７を閉鎖しかつ軸方向Ｘ−Ｘに延在する接触長さＫＬに亘って継手部分１、２に接触するような位置を占める。流体の少量通過を保証すると共に運転状態で高機能信頼性を達成し、かつ組立てやすさを達成するべく、周方向シール３の軸方向移動を機械的に阻止する手段４ａ、４ｄ、４ｅ、１３を溝４内に配置し、一方の継手部分２を他方の継手部分１に差し込むとき及び反対向きに戻すとき、シール３が収容穴６の隙間７を閉鎖する位置に、シール３を保持する手段を形成する。
2008519223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング部分のような第１継手部分（１）と、軸線（Ｘ−Ｘ）に沿って第１継手部分（１）の収容穴（６）にシャフト（５）を差込み可能である、プラグ部分のような第２継手部分（２）と、エラストマーからなる少なくとも１個の周方向シール（３）とを備え、この周方向シールが溝（４）内に配置され、この溝が両継手部分（１、２）の一方に周方向に形成され、かつ１つの溝底（４ａ）と２つの溝側面（４ｂ、４ｃ）を備え、周方向シール（３）が運転状態で溝（４）内において、変形されて半径方向予圧縮力（ＦＶ）を発生しながら収容穴（６）の隙間（７）を閉鎖しかつ軸方向（Ｘ−Ｘ）に延在する接触長さ（ＫＬ）にわたって継手部分（１、２）に接触するような位置を占める、比較圧力（ｐ２）よりも高い圧力（ｐ１）で付勢された流体を案内するための管、装備または機器、特に二酸化炭素を案内するシステムのために連結システムにおいて、
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が溝（４）内に配置され、この手段が、一方の継手部分（２）のシャフト（５）を他方の継手部分（１）の収容穴（６）に差し込むときに、および反対向きに作用する相互の継手部分（１、２）の相対的な戻し運動のときにも、周方向シール（３）を位置保持するように形成され、この周方向の保持位置において、周方向シール（３）が運転状態で収容穴（６）の隙間（７）を閉鎖し、軸方向に向いた接触面（ＦＡ）が封止すべき隙間（７）の側にある溝側面（４ｂ）に接触することを特徴とする連結システム。
【請求項２】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、溝底（４ａ）の範囲内または溝底（４ａ）の近くに配置されているかまたは溝底（４ａ）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の連結システム。
【請求項３】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、一方の継手部分（２）を他方の継手部分（１）の収容穴（６）に軸方向に差し込む方向におよび縦断面で見て半径方向に、溝（４）の横断面（ＡＮ）の急なおよび／または連続的な縮小を生じるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連結システム。
【請求項４】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、差込みの際の変形と半径方向の予圧縮力（ＦＶ）の発生によって周方向シール（３）内に存在する残留応力を、特に軸方向において高めるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項５】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、溝底（４ａ）内に配置された周方向に延在する、屈曲線または角のような不連続個所（４ｄ）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項６】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、溝底（４ａ）に形成されかつ一方の継手部分（２）を他方の継手部分の収容穴（６）に軸方向に差し込む方向（Ｓ）および半径方向外側に延在する平らなまたは湾曲した、特に凸形に湾曲した斜面（４ｅ）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項７】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、溝底（４ａ）から半径方向に延び、特に凸形の湾曲部によって形成された段部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項８】
溝底（４ａ）から延びる段部の高さ（ＨＳ）が、最大溝深さ（Ｔ）または非圧縮状態の周方向シール（３）の横断面（ＡＵ、ＡＵｏｐｔ）の最大半径方向主要寸法（２×ＲＳＯ、２×ＨＢ）の約５分の１から３分の１であることを特徴とする請求項７に記載の連結システム。
【請求項９】
溝底（４ａ）から延びる段部の長さ（ＬＳ）が、非圧縮状態の周方向シール（３）の横断面（ＡＵ、ＡＵｏｐｔ）の最大軸方向主要寸法（ＧＬ、２×ＨＡ）の約５分の１から４分の１であることを特徴とする請求項７または８に記載の連結システム。
【請求項１０】
周方向シール（３）の横断面（ＡＶ）が、周方向シール（３）の規定通りの組込み状態で一方の継手部分（２）を他方の継手部分（１）の収容穴（６）に軸方向に差し込む方向（Ｓ）におよび縦断面で見て半径方向に少なくとも部分的に縮小するように形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項１１】
周方向シール（３）の移動を機械的に阻止するための手段（１３）が、溝（４）の深さ（Ｔ）全体にわたって延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の連結システム。
【請求項１２】
周方向シール（３）の軸方向移動を機械的に阻止するための手段（４ａ、４ｄ、４ｅ、１３）が、周方向シール（３）よりも高い強度を有する支持リング（１３）を備え、支持リング（１３）が、周方向シール（３）によって閉鎖される収容穴（６）の隙間（７）の側とは反対の周方向シール（３）の側に配置されていることを特徴とする請求項１、２または１１に記載の連結システム。
【請求項１３】
支持リング（１３）が周方向シール（３）に加硫溶着されていることを特徴とする請求項１２に記載の連結システム。
【請求項１４】
周方向シール（３）を通る浸透を決定する、接触長さ（ＫＬ）に対する周方向シール（３）の浸透作用する部分周面（ＡＥ）の比（ＡＥ／ＫＬ）において、部分周面（ＡＥ）が、軸方向（Ｘ−Ｘ）に対して垂直に延在する変形された周方向シール（３）の横断面（ＡＶ）の半分の値よりも大きくならないように、好ましくは５分の１よりも大きくならないように、圧縮されていない周方向シール（３）の横断面（ＡＵ、ＡＵｏｐｔ）と、溝深さ（Ｔ）と溝長さ（ＮＬ）と隙間（７）の幅（ｓ）が互いに調和していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項１５】
部分周面（ＡＥ）が隙間（７）の近くに配置され、変形された周方向シール（３）の圧縮された半径方向横断面（ＡＲ）の弧状線（ＢＬ）によって決定されていることを特徴とする請求項１４に記載の連結システム。
【請求項１６】
ごく小さな弧湾曲の場合の弧状線（ＢＬ）の長さが、最小で隙間幅（ｓ）の値をとり、最大で隙間幅（ｓ）と溝深さ（Ｔ）の合計値の半分、好ましくは４分の１よりも大きくないことを特徴とする請求項１５に記載の連結システム。
【請求項１７】
好ましくは第１継手部分に固定された特に金属製の要素（２００）を備え、この要素がその熱膨張と継手部分（１、２）の熱膨張を考慮して、室温よりも高い温度のときに隙間幅の値を縮小することを特徴とする請求項１の前提部分、特に請求項１５に記載の連結システム。
【請求項１８】
周方向シール（３）が運転状態において非対称位置で溝（４）内に配置され、周方向シールがシールすべき隙間（７）の側の溝側面に接触し、反対側の溝側面（４ｃ）から離れている（間隔Ｅ）ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項１９】
周方向シール（３）の横断面（ＡＵ、ＡＵｏｐｔ、ＡＵｓｕｐ）が圧縮されていない状態で予め定めた形状を有し、この予め定めた形状の場合、シール横断面の軸方向主要長さ（ＨＡ）と半径方向主要長さ（ＨＢ）の商（ＦＺＵ）が、１よりも大きい値、好ましくは２よりも大きい値を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２０】
周方向シール（３）の横断面が圧縮されていない状態で予め定めた形状を有し、この予め定めた形状の場合、シール横断面の軸方向主要長さ（ＨＡ）と半径方向主要長さ（ＨＢ）の商（ＦＺＵ）が、１よりも小さな値、好ましくは０．５よりも小さな値を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２１】
圧縮されていない周方向シール（３）の横断面（ＡＵｏｐｔ）の基本形状が長方形であり、この長方形が第１曲率半径（Ｒ１）で凸形に湾曲した２つの縦辺と、第２曲率半径（Ｒ２）で凸形に湾曲した２つの横辺と、第３曲率半径（Ｒ３）で凸形に丸められた４つの角とを有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２２】
第３曲率半径（Ｒ３）が第１曲率半径（Ｒ１）よりも小さく、第１曲率半径（Ｒ１）が第２曲率半径（Ｒ２）よりも小さいかあるいはシール横断面の軸方向主要長さ（ＨＡ）と半径方向主要長さ（ＨＢ）の商（ＦＺＵ）が２よりも大きな値を有するときに、第１曲率半径（Ｒ１）が第２曲率半径（Ｒ２）よりも大きいことを特徴とする請求項２１に記載の連結システム。
【請求項２３】
リング状周方向シール（３）の圧縮されていない状態の横断面（ＡＵｓｕｐ）の基本形状が、樽形に半径方向外側に湾曲している長方形であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２４】
横断面（ＡＵｓｕｐ）が凸形に湾曲した半径方向外側の縦辺のための第１曲率半径（Ｒ１）と、凹形に湾曲した半径方向内側の縦辺のための第２曲率半径（Ｒ４）を有することを特徴とする請求項２３に記載の連結システム。
【請求項２５】
凸形に湾曲した外側の縦辺のための第１曲率半径（Ｒ１）が凹形に湾曲した内側の縦辺のための第２曲率半径（Ｒ４）よりも大きいことを特徴とする請求項２３または２４に記載の連結システム。
【請求項２６】
横断面（ＡＵｓｕｐ）が湾曲していない平らな延長形状の横辺を有することを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２７】
横断面（ＡＵｓｕｐ）が第３曲率半径（Ｒ３）で凸形に丸められた角を有することを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項２８】
第３曲率半径（Ｒ３）が横断面（ＡＵｓｕｐ）の凸形縦辺の第１曲率半径（Ｒ１）よりも小さく、かつ凹形縦辺の第２曲率半径（Ｒ４）よりも小さいことを特徴とする請求項２７に記載の連結システム。
【請求項２９】
浸透の結果周方向シール（３）を通る流体の量（Ｑ）の値が、１年および１個の連結部あたり約２．５ｇよりも大きくなく、好ましくは１年および１個の連結部あたり１ｇよりも大きくなく、特に有利には１年および１個の連結部あたり０．５ｇよりも大きくないことを特徴とする請求項１〜２８のいずれか一項に記載の連結システム。
【請求項３０】
請求項２１〜２８のいずれか一項または複数項の特徴部分に記載の特徴を有することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか一項に記載の連結システムのための周方向シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング部分のような第１継手部分と、軸線に沿って第１継手部分の収容穴にシャフトを差込み可能である、プラグ部分のような第２継手部分と、エラストマーからなる少なくとも１個の周方向シールとを備え、この周方向シールが溝内に配置され、この溝が両継手部分の一方に周方向に形成され、かつ１つの溝底と２つの溝側面を備え、周方向シールが運転状態で溝内において、変形されて半径方向予圧縮力を発生しながら収容穴の隙間を閉鎖しかつ軸方向に延在する接触長さにわたって継手部分に接触するような位置を占める、比較圧力よりも高い圧力で付勢された流体を案内するための管、装備または機器、特に二酸化炭素を案内するシステムのための連結システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
封止の必要性は、異なる圧力を有する空間を互いに分離しなければならない場所で発生する。上記種類の連結システムにおいて、圧力差により、継手部分の間の隙間内に流れが発生する。この流れは周方向シールを使用することによって阻止すべきである。このようなシールのために、流体技術では主として、例えばＯリングの形をしたエラストマー材料が使用される。その際、シール作用を達成するための前提条件は、シールの組込み時にシールの形状弾力性を利用して発生させられる、封止すべき面に対する予圧縮力または予荷重の存在である。
【０００３】
圧力で付勢される流体を案内するためのシステムは自動車では例えば空調装置の冷却回路である。このようなシステムにおいて従来は、Ｒ１３４ａの名前で知られている、主としてテトラフルオロエタンからなる冷媒のような種々のハロゲン炭化水素化合物が使用される。すべての有機物質をガスが通過するので、シールの使用にかかわらず、主として周方向シールの浸透により、高い圧力の空間から低い圧力の空間への冷媒の不可避の流体流れを生じることになる。その際、浸透に基づく漏洩量は、圧力や温度のような運転条件と、使用されるエラストマーシールの浸透能力と、シールの形状によって決まる。
【０００４】
その際、浸透の結果周方向シールを通る流体の量は、シール材料の浸透係数と、シール過程に基づく時間、例えば１年と、シールすべき圧力と、シールを通る浸透長さに対する変形した周方向シールの横断面の比によって決まる。この場合、浸透長さは両継手部分の間の変形したシールの軸方向長さによって定められる。これらの実状から出発して、システム圧力が設定され、運転時間が設定されている場合、漏洩量を少なくするために、変形した周方向シールの横断面をできるだけ小さく、平均浸透長さをできるだけ大きく選定すべきである。実際には、このような採寸には限界がある。というのは、上記要求が、連結システムの基本的な機能適合性を保証するためにシールが連結すべき部分の製作誤差を補償しなければならないことから生じる要求と対立しているからである。空調装置において冷媒として二酸化炭素を使用する場合、ハロゲンを含む冷媒にとって普通の圧力よりも高い圧力および温度への移行が、熱交換プロセスにおいて必要である。ＣＯ２空調装置の運転中に発生する圧力にとっては、約１６０バールの上側レベルと、約３５バールの下側レベルが特徴的である。それによって、封止の上述の問題が一層厳しくなる。
【０００５】
欧州特許出願ＥＰ  １  ４６９  ２４７  Ａ９には、上述の問題を解決するために、冒頭に述べた種類の連結システムが記載されている。この場合、圧縮されていない周方向シールの横断面と、溝の深さと、隙間幅とが互いに調和され、それによって軸方向に対して垂直に延在する変形された周方向シールの横断面と接触長さとの比は次のような範囲内にある。すなわち、浸透の結果周方向シールを通る流体の量が、周方向シールの流体充満状態で、この比に対して非線形に依存するような範囲内にある。
【０００６】
この連結システムは実際に有効性が実証されたので、例えばＣＯ２を案内するシステムのための、長時間にわたって浸透作用の弱い継手連結部を作ることができた。その際、欧州特許出願ＥＰ  １  ４６９  ２４７  Ａ９によって知られている差込み継手の構造的な形成の特徴は、特に浸透作用を最小限に抑えるように、軸方向に対して垂直に延在する変形された周方向シールの横断面と接触長さとの比を小さくし、シールを３０％以上、特に５０％超有利に圧縮することである。
【０００７】
従来のように採寸された連結システムの場合に存在しないこの特徴組み合わせにより、有利である小さな浸透作用のほかに、周方向シールの粘弾性状態に関連する問題が生じる。例えば強い押し付け力を加えることによる大きな圧縮や大きな接触長さの形成のような要因が、所定の時に遅れて、摩擦抵抗の増大をもたらし得ることが、連結システムに不利に作用する付随現象として確認可能である。特に上記のパラメータの組み合わせは、特に周方向シールの外径部における周方向シールの「接着」に至るまでの静止摩擦力の過度の増大を生じ得る。この「接着」によって、高いシステム圧力が周方向シールを溝内でもはや軸方向に摺動させることができないので、周方向シールは組み立て後運転条件の受け入れの際に発生する流体圧力によってもはや溝の側面に接触することができない。これは、意図しない大きな浸透流出面が発生し、浸透作用が増大するという不利な結果を生じることになる。
【０００８】
その際、詳しくは、次の問題が存在する。冒頭に述べた種類のシステムの継手部分を相互に差し込む際に、誤差のために、両継手部分の一方に存在する保持要素を、他方の継手部分に存在する対応する輪郭内に遊びをもって係止しなければならない。それによって、差込みシステムは通常は軸方向遊びを有し、プラグ部分を差し込む際に過剰差込みが最小限に抑えられる。それに続いて差込みをチェックするために両継手部分の一方を引き戻すかまたは押し戻すことにより、あるいは後でシステム圧力を加える際に、継手部分は保持要素に接触するまで再び押し開かれる。この運動時に、周方向シールが望ましい方法で一緒に移動する。周方向シールがその都度大きな押し付け力および接触長さのために、比較的短時間で静止摩擦係数の増大に基づいて、継手部分の接触面に、特に周方向シールの外周がハウジング部分として形成された継手部分の内周に「接着する」とき特別に、これが行われないで、浸透作用を決定する側にある周方向シールの接触面が、運転状態で接触する溝側面によって軸方向に離れるように押しのけられる。それによって、上述のように、周方向シールの接触面と対応する溝側面の間の中間室内で、望ましくない大きな浸透流出面が生じる。そして、周方向シールは、軸方向の作用方向からシールを溝側面に押し付けるのに適切であるシステム圧力によって後に付勢される際にも、もはや摺動および接触しない。その際、冒頭に述べた種類の連結システムにとって、本来の差込みからピーク圧力による付勢までの時間は、重要な時間と見なされる。この時間は数時間から二三日にわたることがある。
【０００９】
基本的には、周方向シール、例えばＯリングにおいて作用し、本ケースで発生するような潤滑状態に影響を与えることができる種々の要因が知られている。しかし、これらの要因を正確に考察すると、特に浸透作用の弱い継手部分の連結が不可欠の前提条件として保証されなければならないとき、摩擦に影響を与える要因が全く変更不能であるかまたは少しだけしか変更できず、前述の問題の対策を講じることができないことがわかった。
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願ＥＰ  １  ４６９  ２４７  Ａ９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の根底をなす課題は、周方向シールを通過する流体の少量通過を保証すると共に運転状態での高い機能信頼性を達成し、かつ継手連結の際一層組み立てしやすい、冒頭に述べた種類の連結システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これは本発明に従い、周方向シールの軸方向移動を機械的に阻止するための手段が溝内に配置され、この手段が、一方の継手部分のシャフトを他方の継手部分の収容穴に差し込むときに、および反対向きに作用する相互の継手部分の相対的な戻し運動のときにも、周方向シールを位置保持するように形成され、この周方向の保持位置において、周方向シールが運転状態で収容穴の隙間を閉鎖し、軸方向に向いた接触面が封止すべき隙間の側にある溝側面に接触することによって達成される。
【００１３】
本発明では、この機械的な固定により、差込み時の変形と半径方向の予圧縮力によって周方向シール内で発生する残留応力を、それが隙間のシールすべき側の溝側面に周方向シールを持続的に接触させるように、高めることができる。
【００１４】
本発明によるシステムの継手部分を差し込んで組み立てる際に、冒頭に述べたように、継手部分の係止を行うことができる。この係止の際、差込みシステムは一般的に必要である軸方向の遊びを有する。プラグ部分を差し込む際にも、プラグ部分の過剰差込みを最小限に抑えることができる。それに続く、差込みチェックのための両継手部分の一方の引き戻しまたは押し戻しの際あるいはシステム圧力による後の付勢の際に、継手部分を再び押し開くときに、この運動時周方向シールも一緒に動く。その際、溝内に設けられた、周方向シールの軸方向運動を機械的に阻止するための手段の存在により、周方向シールが大きな押圧力および接触長さで、特にハウジング部分として形成された継手部分の内周に接触するときにも、周方向シールは運転状態で規定通りに接触する溝側面から押しのけられて離れることがない。それによって、所望で拡大された浸透面の発生しないという利点がある。差し込んだ後の戻し運動は、数時間から二三日までの冒頭に述べた重要な時間において問題なく行うことができる。周方向シールの軸方向運動を機械的に阻止するための手段は、周方向シールを動かないように保持するようその場所に固定するよう設計する必要はない。周方向シールの軸方向運動を阻止する力を、押圧力を加えた後で周方向シールの粘弾性的な特性に基づいて重要な時間に生じる静止摩擦力の合力、特に内径部と外径部の静止摩擦力の差よりも大きくすることで充分である。
【００１５】
周方向シールの軸方向運動を機械的に阻止するための手段を、溝底の範囲内にあるいは溝底の近くに配置すると有利である。例えば構造的コストの少ない方法では、この手段は、一方の継手部分を他方の継手部分に軸方向に差し込む方向におよび縦断面で見て波形方向に、溝の横断面の急なおよび／または連続的な縮小を生じるように形成可能である。これは例えば、周方向シールの軸方向運動を機械的に阻止するための手段が溝底に配置された周方向に延在する、屈曲線または角のような不連続個所を備えていることによって達成可能である。不連続個所に続いてあるいは不連続個所なしに、溝底に形成された平らなまたは湾曲した、特に凸形に湾曲した、一方の継手部分を他方の継手部分の収容穴に軸方向に差し込む方向におよび半径方向外側に延在する斜面が、周方向シールと溝側面の間の相対運動を阻止するための手段として設けられていると有利である。
【００１６】
本発明の他の有利な実施形態の特徴は従属請求項と以下の記載に含まれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、複数の有利な実施形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００１８】
異なる図において、同じ部品および互いに一致する部品には常に同じ参照符号が付けてある。従って、以下において、たいていその都度１回だけしか説明しない。
【００１９】
先ず図１からわかるように、流体システム、特にＣＯ２を案内するシステムのための、本発明を有利に適用可能な連結システム、図示の場合差込み継手は、ハウジングの形をした第１継手部分１と、軸線Ｘ−Ｘに沿って第１継手部分１内に挿入可能である、プラグ部分の形をした第２継手部分２と、エラストマーからなる少なくとも１個、図示された実施形態では２個の周方向シール３とを備えている。この周方向シール３はそれぞれ、溝深さＴと溝長さＮＬとを有する溝４内に配置されている。この溝は両継手部分１、２の一方、図示された実施形態では第２継手部分２、すなわちプラグ部分に周方向に形成されている。
【００２０】
図１ａに実物大で示すように、第２継手部分２は、横断面の基本形状が円形であるシャフト５を備え、それによって横断面の基本形状が円形である第１継手部分１の収容穴６に差込み可能である。差込み方向は参照符号Ｓを付けた矢印で示してある。溝４はシャフト５の外周壁内で周方向におよび互いに平行に延在している。その際、図１ａの破断部分に示すように、シャフト５、特に切削加工された通気溝５ａが設けられると有利である。
【００２１】
周方向シール３は差込みの後で、特に運転状態で、変形しながらおよび半径方向の予圧縮力ＦＶを発生しながら、隙間幅ｓを有するそれぞれ１つの隙間７を閉鎖する。この隙間幅は図１では良好に確認できないので、図１では括弧に入れた参照符号「（ｓ）」でのみ示してある。図１１に一層明確に示してある。図１１ではさらに、シャフト５の外径ＲＳＡと収容穴６の内径ＲＯＩの間に隙間７があることを示している。それぞれの周方向シール３は隙間７を閉鎖し、その際少なくとも継手部分１、２のそれぞれの半径ＲＳＡ、ＲＯＩに対して垂直に軸方向Ｘ−Ｘに延在する、図１にも示された接触長さＫＬにわたって、継手部分１、２に接触する。
【００２２】
図１１にさらに示すように、軸方向Ｘ−Ｘに対して垂直に延在する変形された周方向シール３の横断面ＡＶの幅Ｂは、溝深さＴと隙間幅ｓの合計または収容穴６の内径ＲＯＩと溝４の底４ａの範囲における第２継手部分２の半径ＲＳＮとの差から生じる。
【００２３】
横断面ＡＶ自体は継手部分１、２の間に形成された円形リングについて、ＡＶ＝π×（Ｒ２ＯＩ−Ｒ２ＳＮ）に従って生じ、従って図１１において幅Ｂのための参照符号の下の、括弧に入れた参照符号「（ＡＶ）」によって示してある。圧縮された周方向シール３の半径方向横断面は参照符号ＡＲで示してある。
【００２４】
周方向シール３を通過する浸透を決定する面と浸透長さの比ＡＥ／ＫＬは、接触長さＫＬに対する周方向シール３の浸透作用する部分周面ＡＥによって求められる。部分周面ＡＥは隙間７の近くに配置され、変形した周方向シール３の圧縮された半径方向横断面ＡＲの弧状線ＢＬによって決定される。この弧状線は図２、５、６、１１において太線で強調して示され、特に継手部分１、２に接触していない。
【００２５】
浸透作用を決定する部分周面ＡＥを小さく保つため、特に部分周面が軸方向Ｘ−Ｘに対して垂直に延在する変形した周方向シール３の横断面ＡＶの半分の値、好ましくは５分の１よりも大きくならないようにするためには、周方向シール３が運転状態で溝４内で次のような位置を占める必要がある。すなわち、周方向シール３の軸方向に向いた接触面ＦＡがシールすべき隙間の側にある溝側面４ｂに接触するような位置を占める必要がある。その際、反対側の溝側面４ｃには、間隔Ｅが存在してもよいかあるいは存在すべきであるので、周方向シール３は溝４内で非対称に配置されている。
【００２６】
この位置で弧の曲率がごく小さい場合、弧状線ＢＬの長さは最小ケースで隙間幅ｓの値をとる。この場合、圧縮されない周方向シール３の横断面、溝深さＴおよび隙間幅ｓ並びに溝長さＮＬは、浸透作用する部分周面ＡＥが圧縮されない周方向シール３のストリップ太さと無関係であるように、互いに調和されている。弧状線ＢＬは最大の場合、幅Ｂの値、すなわち隙間幅ｓと溝深さＴの合計値の半分、好ましくは４分の１よりも長くすべきではない。
【００２７】
図１に示した連結システムの特別な実施形態において、プラグ部分は収容穴６内で、差込み状態で外れないように、（全体を符号で示していない）ロック装置によってロック可能である。その際、ロック装置は少なくとも１個の保持要素または係止要素（図示の実施形態では、プラグ部分上に軸方向に並べて配置された２個の保持要素または係止要素８、９）と、それぞれ係止要素８、９と協働する係止肩部１０とからなっている。係止要素８、９はそれぞれ、プラグ部分の各環状溝１１、１２内に保持されたスナップリングによって形成されている。ハウジング部分は２分割され、収容穴６の主要部分を形成する内側ハウジング部分１ａと、この内側ハウジング部分１ａに取外し可能に連結可能で、実質的に内側ハウジング部分１ａを取り囲んでいる外側ハウジング部分１ｂとからなっている。係止肩部１０は一端が、収容穴６の入口範囲において外側ハウジング部分１ｂに形成されている。図示のように、外側ハウジング部分１ｂは内側ハウジング部分１ａに螺合可能なキャップナットとして形成されている。
【００２８】
第２継手部分２、すなわちプラグと、第１継手部分１の内側ハウジング部分１ａおよび外側ハウジング部分１ｂは好ましくは、金属材料、特にアルミニウム合金または高合金の特殊鋼合金からなっている。周方向シール３は例えばポリマーのフッ化炭素化合物、シリコンゴム、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＰＵＲ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲのような合成ゴム等からなっており、特に高い割合のフィラーを有する。ショア−Ａ−硬度は好ましくは７０〜９０の範囲である。
【００２９】
周方向シール３の圧縮された半径方向横断面ＡＲの溝４内にある割合と、溝４の横断面ＡＮ（長方形の溝横断面のＴ×ＮＬに等しい）との商として形成された、溝４の充填率ＦＧに関して、高いシール作用を達成し、それに伴い漏洩量Ｑを最小限に抑えるために、この充填率ＦＧが５８．０％よりも大きな範囲、好ましくは７８％よりも大きな範囲にあると有利である。その際、周方向シール３の考えられる熱膨張を顧慮して、隙間７への押出しをできるだけ回避すべきである。これは特に、図８〜１０を参照して後で説明する周方向シール３の実施形態によって保証される。
【００３０】
室温、すなわち特に２３°Ｃおよび室温よりも高い温度、すなわち特に１５０°Ｃの温度に相当するほぼ運転条件での溝充填率を示す図４ａ、４ｂから、溝４内での周方向シールの非対称配置の場合に溝充填率が１００％よりも小さいままであることが明らかである。これは室温の場合にも運転時の温度の場合にも当てはまる。この運転時の温度の場合、周方向シール３は差込み方向Ｓに熱膨張することにより、それによって接触面ＫＬが増大するという利点がある。その際、寸法Ｅは不完全な溝充填特有の寸法であり、高い圧力ｐ１の側における溝側面４ｃからの周方向シール３の間隔を示し、常に零よりも大きい。
【００３１】
溝４内での周方向シール３の有利な非対称位置の場合、シールすべき隙間７の側に配置された溝４の半分内に位置する、周方向シール３の圧縮された半径方向横断面ＡＲの割合と、溝４の半分の横断面ＡＮ／２との商として計算された充填率は、９８％までの範囲、特に１００％までの範囲内にある。
【００３２】
その際、図示のような周方向シール３の非対称位置は、周方向シールと溝４を採寸する際に、次のようにして調節可能である。すなわち、上昇した圧力ｐ１と比較圧力ｐ２との差Δｐによって、低い圧力ｐ２の側の溝側面４ｂの方へ軸方向Ｘ−Ｘに周方向シール３を押すことによって調節可能である。一方、溝４の他方の側には、溝側面４ｃと周方向シール３の間に上述の間隔Ｅが存在する。システムが運転開始まで無圧であるので、圧力衝撃を加えることにより、上昇した圧力ｐ１の側でこのような非対称位置を適切に調節することができる。この場合、特に接触長さＫＬにわたって発生する静止摩擦力ＦＨに打ち勝たなければならない。
【００３３】
本発明では、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段が溝４内に配置されている。この手段は、一方の継手部分２のシャフト５が他方の継手部分１の収容穴６に差し込まれるときにも（差込み方向−矢印Ｓ）、反対向きに作用する相互の継手部分１、２の相対的な戻し運動のときにも、周方向シール３を位置保持するように形成されている。すなわち、周方向シール３が収容穴６の隙間７を閉鎖し、その際軸方向に向いた接触面ＦＡがシールすべき隙間７の側にある溝側面４ｂに接触するような位置に保持されるように形成されている。
【００３４】
図２（並びに図５〜図７）に示した本発明の第１（または第２および第３）の実施形態の場合、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段が、溝底４ａに配置され周方向に延在する、屈曲線または角のような、特に縦断面輪郭の延長部または登り勾配部内の不連続個所４ｄを備えている。この手段はさらに、上記の実施形態においてそれぞれ溝底４ａに形成された斜面４ｅを備えている。この斜面４ｅは第１実施形態（図２）では平らであり、第２実施形態（図５）と第３実施形態（図６、図７）では湾曲し、特に凸形に湾曲し、他方の継手部分１の収容穴６内への一方の継手部分２の軸方向の差込み方向Ｓおよび半径方向外側に延在している。
【００３５】
それによって、他方の継手部分１の収容穴６内への一方の継手部分２の軸方向の差込み方向Ｓにおける周方向シール３の運動阻止手段は、縦断面で見て半径方向にそれぞれ、不連続個所４ｄが存在する場合溝４の横断面の急な縮小を生じ、および／または面４ｅが存在する場合溝４の横断面の連続的な縮小を生じる。その際、少なくとも部分的に差込みが進行する際に、凸形湾曲部および／または段部によって、周方向シール３の軸方向運動の過大な阻止作用が達成可能であるという利点がある。
【００３６】
その際、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するためのこの手段は特に、差込み時の変形と半径方向予圧縮力ＦＶの発生とによって周方向シール３内に既に存在する残留応力を、好ましくは軸方向において増大させるように形成可能である。それによって、手段を適切に採寸することにより、冒頭に説明し、ポリウレタン製周方向シール３（曲線ａ））とＮＢＲ製周方向シール３（曲線ｂ））について図３に量的な形で示した、静止摩擦係数μＨが時間ｔと共に上昇する現象を相殺することができる。グラフからわかるように、静止摩擦係数μＨは０．４よりも小さな値から出発して、数秒後に上昇し、１週間後には元の値の約２倍から約３倍に達し得る。その際、１よりも大きな静止摩擦係数μＨの値が達成される。これは、例えば過剰差込みの後でシャフト５の戻し運動の際に打ち勝たなければならない反対向きに作用する静止摩擦力ＦＨが、垂直力の値、すなわち予圧縮力ＦＶの値以上であることを意味する。
【００３７】
残留応力の上記の増大は特に、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段が、溝底４ａから半径方向に出発しかつ特に凸形の湾曲部によって形成された段部を備えていることによって達成可能である。これは図５に示してあり、そして図６、７に一層明確に示してある。図６において、この段部はその高さＨＳとその長さＬＳの記載によって示してある。溝底４ａから延びる段部が、最大溝深さＴの約５分の１から３分の１あるいは圧縮されていない状態の周方向シール３の横断面の最大半径方向主要寸法Ｙの約５分の１から３分の１に相当する高さＨＳを有し、そして溝底４ａから延びる段部が圧縮されていない状態の周方向シール３の横断面の最大軸方向主要寸法ＧＬの約５分の１から４分の１に相当する長さＬＳを有すると、周方向シール３の最適な残留応力分布の観点からきわめて有利であると見なされる。しかし、この要求と異なり、図６からは、圧縮状態での特有の主要寸法ＸおよびＹの値だけしか読み取ることができない。上記の主要寸法Ｘ、Ｙは、圧縮されていない状態の周方向シール３を示す図８〜図１０において、図８の寸法ＧＬ（Ｘ）および２×ＲＳＯ（Ｙ）と、図９の２×ＨＡ（Ｘ）および２×ＨＢと、図１０のＧＬ（Ｘ）および２×ＨＢに一致する。
【００３８】
既に述べたように、本発明による第３実施形態の連結システムの第２継手部分２の部分拡大縦断面図である図７は、図６に対する若干の幾何学的な細部変更を示している。先ず、周方向に延在する、溝４のすべての角部が、移行半径ＲＵＥによって丸められていることが明らかである。それによって、先ず、周方向シール３が溝４内にきわめてやさしく収容されることになる。さらに、特に接触溝側面４ｂから長さＮＬＧを有する溝底４ａへの移行部と、溝底４ａから斜面４ｅへの移行部と、段部の表面４ｆから高圧ｐ１側の溝側面４ｃへの移行部にある移行半径ＲＵＥが、周方向シール３の形、例えば図９および図１０を参照して後述する半径Ｒ３に適合可能であるので、これらの個所で、ほぼ形と形の相互係合が生じる。これは、特に接触溝側面４ｂから溝底４ａへの移行部と、段部の表面４ｆから高圧ｐ１側の溝側面４ｃへの移行部における移行半径ＲＵＥと、斜面４ｅから段部の表面４ｆへの移行部の半径ＲＵＥが、各周方向シール３の角部を丸めている半径Ｒ３とほぼ同じ大きさに選定されることを意味する。これに対して、軸方向運動の所望な阻止が強く急な特性を有するために、溝底４ａから斜面４ｅへの移行部の移行半径ＲＵＥは小さく形成可能である。隙間７の範囲内の溝側面４ｂ、４ｃの移行半径ＲＵＥは同一で小さなオーダーであってもよい。
【００３９】
高圧ｐ１側の斜面４ｅと溝側面４ｃはそれぞれ傾斜角度を有していてもよい。この傾斜角度は、図７においてそれぞれ半径方向に延在する射線に対して参照符号αおよびβで示した角度によって量的に記載可能である。その際、角度αが２５°以下の範囲、好ましくは１０°以下の範囲内にあり、角度βが５〜６０°、好ましくは１５〜３０°であると有利である。
【００４０】
溝長さＮＬおよび溝底４ａの長さＮＬＧ（４ｄ４ｂの間隔）が、圧縮されていない状態の周方向シール３の横断面の最大軸方向主要寸法ＧＬの観点からあるいは圧縮された状態の対応する特性を示す主要寸法Ｘの観点から採寸可能であると有利である。上記の主要寸法Ｘは室温では小さくないがしかし、溝底４ａの長さＮＬＧよりもはるかに大きくはない。特に、第２継手部分２に取付けられまだ圧縮されていない周方向シール３の軸方向主要寸法は、接触のための溝側面４ｂが接触する際に周方向シール３が斜面４ｅまたは段部を越えて高圧ｐ１側の溝側面４ｃの方向に移動するほど大きくはない。この位置ではいかなる場合でも、周方向シール３と溝側面４ｃの間に、上述の間隔Ｅが存在する。この間隔は膨張空間とも呼ばれる。第２継手部分２がそれに取付けられた周方向シール３と共に第１継手部分に差し込まれるときに、周方向シール３が変形した後で、間隔Ｅはまだ存在する。同様に、図４ｂにも示すように、圧力が上昇し、温度が上昇した運転状態でも、間隔Ｅがまだ存在する。その後で、溝４の全長ＮＬを採寸すべきである。最良の場合極値と見なされる温度条件および圧力条件下で（Ｔ−最高、ｐ１−最低）、間隔Ｅは値ゼロをとることができるようにすべきある。それによって、１００％の溝４の充填率が生じ得る。
【００４１】
予締付け力ＦＶの作用下での差込みの際の摩擦については、既に溝４内に配置された周方向シール３を備えたシャフト５を差し込む際に、予締付けＦＶの大きさが必ず加えられる差込み力ＦＳに同じ方向に影響を及ぼすので、もちろんシールの直径にふさわしい寸法刻みで、設定された値を超えないようにすべきである。その際、差込み力ＦＳは後で生じる静止摩擦力ＦＨに抗して、すなわち差込み方向Ｓに作用する。周知のごとく、１２ｍｍの径の公称寸法の場合、５０Ｎ未満、好ましくは１０Ｎ未満の最大差込み力ＦＳが要求される。ＣＯ２に関連する圧力範囲（ｐ１＝１０〜１８０バール）の場合、大きな径の公称寸法または小さな径の公称寸法にとって、１００Ｎと１２０Ｎ以上に達し得る大きな差込み力ＦＳが発生する。このような差込み力ＦＳは本発明では回避可能であり、約６〜１３ｍｍの範囲内の第１継手部分１の内側半径ＲＯＩにとって、１００Ｎよりも小さな差込み力ＦＳ、好ましくは５０Ｎよりも小さな差込み力そしてそれどころか３０Ｎよりも小さな差込み力でさえも達成可能であるという利点がある。
【００４２】
基本的には、本発明によるシステムで使用される周方向シール３の横断面ＡＵは圧縮されていない状態で円形または楕円形であってもよい。しかしながら、第２の実施形態について図５に示したように、一方の継手部分２を他方の継手部分１の収容穴６に軸方向に差し差し込む方向Ｓに周方向シール３を規定通りに組み込んだ状態で、周方向シール３の断面ＡＶが縦断面で見て半径方向に少なくとも部分的に小さくなっていると有利である。図５の図示において、差込み方向Ｓへの幅Ｂのテーパ状縮小が上記に一致する。この場合、溝底４ａがテーパ状に延在する。このテーパ状縮小は既に述べた斜面４ｅの範囲だけでなく、周方向シール３の内面の傾斜に相補的な方法で差込み方向Ｓに増大するシャフト５の半径ＲＳＮによって溝４の底４ａ上でも行われている。従ってこの実施形態において、溝底４ａ自体は同様に、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段をなしている。
【００４３】
図８と図９は既に述べたように、本発明による連結システムのための周方向シール３のきわめて有利な２つの実施形態を示している。この実施形態では、圧縮されていない周方向シール３の横断面−図８のＡＵまたは図９のＡＵｏｐｔ−と、溝深さＴと、溝長さＮＬと、隙間幅ｓが特別に互いに調和しているので、組み立て時に小さな差込み力ＦＳしか発生せず、そして本発明による連結システムの周方向シール３を通る流体の量Ｑが少ない場合、大きなシステム圧力差Δｐを受けて、特に１５０バールまたは１８０バール超までのシステム圧力ｐ１を受けて、継手部分１、２の製作誤差の確実な補償が達成される。それによって、浸透の結果周方向シール３を通る流体の量Ｑの値は、１年および１連結部あたり約２．５ｇよりも大きくならない、好ましくは１年および１連結部あたり約１ｇよりも大きくならない。
【００４４】
図８に示した実施形態の特徴は、圧縮されていない周方向シール３の横断面ＡＵが中心軸線Ｙ−Ｙに対して対称的に、同じ大きさの２つの半円面ＫＦ１、ＫＦ２−円の一部の形をした面でもよい−と、その間にある長方形面ＲＦとからなっていることにある。図８の図示では、Ｏリングが横断面形状に２つ書き込まれている。Ｏリングは半径ＲＳＯによって、ストリップの横断面ＡＵの半径方向の主要長さＨＢと、軸方向Ｘ−Ｘにおける曲率を決定する。軸方向の主要長さＨＡは軸方向全長ＧＬを有する横断面ＡＵの半面の辺の長さＳＬとして生じる。例えば設定された溝長さＮＬと比べて、この全長ＧＬの選択は、組み立ての際の周方向シール３の半径方向変形の大きさのほかに、圧縮状態で溝４の充填率ＦＧを変更するための可能性を示す。
【００４５】
図９は本発明による連結システムのための周方向シール３の最適と思われる他の実施形態を示す。この実施形態の特徴は、圧縮されていない周方向シール３の横断面ＡＵｏｐｔの基本形状が長方形であり、この長方形が第１曲率半径Ｒ１で凸形に湾曲している２つの縦辺と、第２曲率半径Ｒ２で凸形に湾曲している２つの横辺と、第３曲率半径Ｒ３で凸形に丸められた４つの角とを備えているにある。特に周方向シールの圧縮の際に弧長ＢＬを決定し、充填率ＦＧに影響を及ぼす第３曲率半径Ｒ３は、特に接触長さＫＬを決定する第１曲率半径Ｒ１よりも小さく、第１曲率半径Ｒ１は第２曲率半径Ｒ２よりも小さい。この第２曲率半径は同様に、弧長ＢＬと充填率ＦＧを第３半径Ｒ３よりも小さな寸法に決定する。溝４の充填率ＦＧが高く、予圧縮力ＦＶが小さい場合、このような横断面形状によって、短い弧長ＢＬと、Ｏリングまたは楕円形の横断面を有するリングと比べて小さな浸透作用を有する部分周面ＡＥを得ることができる。
【００４６】
接触長さＫＬに対する、軸方向Ｘ−Ｘに対して垂直に延在する変形した周方向シール３の横断面ＡＶの所望な比ＡＶ／ＫＬを得るために、および接触長さＫＬに対する、浸透作用を決定する部分周面ＡＥの所望な比ＡＥ／ＫＬを得るために、周方向シール３の横断面ＡＵまたはＡＵｏｐｔが圧縮されていない状態で既に前もって形成された形を有していると有利である。この前もって形成された形の場合、形状係数、すなわちシール横断面ＡＵまたはＡＵｏｐｔの軸方向主要長さ、図９の図示の場合大きな半軸ＨＡと、半径方向主要長さ、図９の図示の場合小さな半軸ＨＢの商ＦＺＵ＝ＨＡ／ＨＢが、１よりも大きな値、好ましくは２よりも大きな値を有する。
【００４７】
図１０は、本発明による連結システムのための周方向シール３の、同様に最適と思われる第３の実施形態を示す。この実施形態の場合にも、圧縮されていない周方向シール３の横断面ＡＵｓｕｐの基本形状は長方形であると解釈可能である。しかし、この長方形は、上記の実施形態と異なり、樽状に外側が湾曲している。その際、図９の実施形態の場合のように、凸形に湾曲した外側の縦辺のための第１曲率半径Ｒ１が設けられているがしかし、図９の実施形態と異なり、凹形に湾曲した内側の縦辺のための第２曲率半径Ｒ４が設けられている。内側の縦辺のこの凹形の湾曲は、周方向シール３を第２継手部分２上に取付けた状態でおよび後に第１継手部分１内に差し込んだ後で並びに運転条件下で、周方向シール３と溝底４ａの間の摩擦を低減することになるという利点がある。なぜなら、このように成形した周方向シール３の変形によって生じる残留応力が、内側の縦辺の中央範囲内の予圧縮力ＦＶを低下させるからである。凸形に湾曲した外側の縦辺のための第１曲率半径Ｒ１が、凹形に湾曲した内側の縦辺のための第２曲率半径Ｒ４よりも少しだけ、例えば０．４〜１．６ｍｍだけ大きく、それによって凸形湾曲が凹形湾曲よりも緩やかであると有利である。周方向シール３の横断面の縦辺の湾曲を選択することにより、縦辺のそれぞれの長さにわたって、予め定められる可変の圧縮力分布を調節することができる。
【００４８】
図１０の周方向シール３の実施形態の場合、図９の実施形態との他の相違点として、シール横断面の横辺が湾曲しておらず、平らに延在している。もちろん、図１０は図９と同様に、第３曲率半径Ｒ３で凸形に丸められた周方向シール３の４つの角部を示している。本実施形態でも、特に周方向シールの圧縮の際に弧長ＢＬを決定し、充填率ＦＧに影響を及ぼす第３曲率半径Ｒ３は、特に接触長さＫＬを決定する第１曲率半径Ｒ１よりも小さく、そしてさらに本実施形態においてＲ４で示す第２曲率半径よりも小さい。周方向シールのこの実施形態によって、浸透の結果周方向シール３を通る流体の量Ｑの値を、１年および１連結部あたり約１．０ｇよりも大きくないように、好ましくは１年および１連結部あたり約０．５ｇよりも大きくないようにすることができる。
【００４９】
さらに、非圧縮状態で円形横断面を有するＯリングによって周方向シール３を形成することができる。この横断面の場合、そのストリップの太さ２×ＲＳＯに対する内径Ｒ１の比は、６以下、好ましくは３以下であり、最小圧縮力Ｖ＝１００％×（１−Ｂ／（２×ＲＳＯ））は１５％以上の範囲内、好ましくは２５％以上から最大で４０％までの範囲内にある。
【００５０】
図８〜図１０に示した最後の実施形態と異なり、本発明の範囲内ではさらに、周方向シール３の横断面が非圧縮状態で前もって形成した形を有し、この形の場合シール横断面の軸方向主要長さＨＡと半径方向主要長さＨＢの商ＦＺＵが、１よりも小さな値、好ましくは０．５よりも小さな値を有する。これは例えば図１１に示した本発明の実施形態の場合に与えられる。この実施形態では、周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段が溝４の深さＴ全体にわたって延在している。周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段は特に、周方向シール３よりも大きな強度を有する支持リング１３を備えているかまたはこのような支持リング１３によって形成されている。この支持リング１３は周方向シールによって閉鎖すべき収容穴６の隙間７の側とは反対の周方向シール３の側に配置されている。
【００５１】
支持リング１３と溝底４ａの間の隙間および支持リングと外側ケーシング部分１の間の隙間をできるだけ小さくして、支持リングを嵌め込まなければならない。この嵌め込みによって、圧力衝撃の際、周方向シール３が溝側面４ｂに押し付けられるように、圧力差が発生する。この溝側面には、規定通りの周方向シールの接触面ＦＡが存在する。支持リング１３が周方向シール３に加硫溶着されていると、圧力衝撃と異なり静的圧力のように作用する圧力の場合にも、周方向シール３は押圧される。加硫溶着によって特に、周方向シール３は湾曲せず、従って溝側面４ｂに接触するがしかし、壁上で滑動しない。
【００５２】
図１１に示した実施形態の場合、周方向シール３のストリップの軸方向主要寸法と半径方向主要寸法の比ＦＺＵによって、周方向シール３の静止摩擦特性にも影響を及ぼすことができるという事実が考慮される。その際、ストリップの軸方向主要寸法を大幅に変更してはならない。なぜなら、さもないと接触長さＫＬが小さくなりすぎるからである。ストリップの図示のように比較的に大きな半径方向主要寸法（幅Ｂ）によって、圧力付勢面ＡＶが拡大される。この場合、発生する押圧力は静止摩擦力ＦＨに逆らう。この補償作用は時間に関係ないという利点があるがしかし、上記の３つの実施形態の場合と同じ公称幅の場合大きな半径方向スペースを必要とする。
【００５３】
図１２は、浸透の結果本発明による連結システムの周方向シール３を通る流体の量を測定するための装置１００を概略的に示す。この図において、参照符号１０１はマイクロプロセッサ制御装置を、１０２は真空測定管を、１０３はそれぞれ真空ポンプに至るガス管を、１０４はサーモスタットを、１０５は浸透室を、１０６は試験体を、そして１０７は測定ガス供給管を示す。
【００５４】
試験体１０６は浸透室１０５内で、真空ポンプ、真空測定管１０２およびサーモスタット１０４を用いてマイクロプロセッサ制御装置１０１によって調節可能および記録可能な所定の条件下で試験される。その際、測定ガス１０７は浸透室１０５内の増大した圧力勾配のために、試験体１０６を浸透しようとする。通過した（漏洩）ガス量の測定は、現実に即した条件で、特に測定ガス１０７として二酸化炭素を用いて行われる。複数の試験体１０６、特に５個の試験体の統合測定が同時に行われる。この場合、本発明による連結システムが使用される装置、例えば自動車のＣＯ２空調装置の所定の複数の動作点についてそれぞれ別個の値が検出される。２つ以上の学問分野にわたる統一された基準に従って設定された、個々の動作点での漏洩ガス量の重みづけに相応して、浸透の結果周方向シール３を通る流体の量Ｑの、１年および１個の連結部あたりの合計値がｇで決定される。
【００５５】
本発明は、図示した実施形態に限定されるものではなく、本発明のために同様に作用するすべての実施形態を含んでいる。例えば、第２継手部分２の代わりに第１継手部分１だけが溝４を備えていてもよい。上述の技術的手段に補足して、周方向シール３がガスバリアコーティングを備えていると有利である。これは、漏洩量を増大させずに、ストリップの半径方向主要寸法（幅Ｂ）のほかに、軸方向の主要寸法（全長ＧＬ）を、前述のように最適と記載された値よりも小さくすることを許容する。
【００５６】
さらに、例えば滑り塗料またはドライ潤滑フィルムのような滑りコーティングによって摩擦係数μＨを低下させる潤滑によって付加的に、静止摩擦を最小限に抑えるようにすることができる。その際、耐荷重能力のある潤滑フィルムのために、時間に関係のない作用から出発することができる。しかしながら、潤滑フィルムの浸透抵抗が少なくとも、漏洩量Ｑの過度の増大（例えば１０％以上）を発生しないような大きさであることを要求すべきである。
【００５７】
図７は参照符号２００によって、第２継手部分２の低圧ｐ２の側でシャフト５の外側半径ＲＳＡのところに配置された要素を示している。この要素は温度の上昇時に本発明による連結システムの継手部分１、２の間の隙間７の隙間幅ｓを小さくする働きをする。この要素２００には、溝４内での周方向シール３の軸方向運動を機械的に阻止するための手段のほかに、独立した発明的な意義が認められる。というのは、要素２００によって、継手連結部の製作の際および本発明によるシステムの運転状態で、組み立てしやすく、機能の信頼性が高いと共に、流体の少量が周方向シール３を通過することが保証されるからである。これは、上述したように、周方向シール３をそのために設けられた溝側面４ｂに接触させる際に、周方向シール３の浸透を決定する弧状線ＢＬの長さが、最小の場合ごくわずかな弧の曲率で、隙間幅ｓの値を生じることに起因すると考えられる。隙間幅ｓが小さいと、浸透によって周方向シール３を通過する流体の量が減少することになる。
【００５８】
上記において、第１継手部分１と第２継手部分２が好ましくは金属材料、特にアルミニウム合金または高合金の特殊鋼合金からなっていることを確認した。この場合、使用に適したいろいろな材料は勿論異なる特性を有する。次に記載する材料についてはそれぞれ、付随する独自の縦方向熱膨張係数（１０−６Ｋ−１で記載）を有する。マグネシウムは２４．５、アルミニウム全般は２３．８、ＡｌＭｇＳｉｌは２３．３、青銅は１７．３、銅は１６．２、Ｘ１２ＣｒＮｉは１８．８〜１６．０、ニッケルは１３．３、ベリリウムは１２．３、そして鋼全般は１１．１である。例えば第１継手部分１と第２継手部分２のためにそれぞれ鋼材料が使用され、それと異なり要素２００がアルミニウムによって製作されると、縦方向熱膨張係数について２．７×１０−６Ｋ−１の差が生じる。この差は室温から運転温度への上昇時に隙間幅ｓを縮小するように作用する。例えばＲＯＩのために値１２．１±０．０５ｍｍを、そしてＲＳＡのために値１２．０−０．１０ｍｍを使用する際は、隙間７の完全な閉鎖を考慮に入れる必要はないがしかし、その隙間幅ｓの浸透作用の低下を考慮に入れなれければならない。要素２００の幾何学的な形状を、ほぼ三角形の図示した横断面基本形状とは異なるようにすることができるがしかし、図示した形状は、溝４の方に向いた要素２００の側で（この場合１つの三角形辺が溝側面４ｂの一部を形成する）、大きな半径方向熱膨張を考慮に入れることができるという利点がある。というのは、この半径方向熱膨張がそれぞれの初期縦方向寸法に比例するからである。その際、要素２００は第２継手部分２の本体に対して、固定連結、摩擦連結、形と形のかみ合い連結および／または材料結合式連結が行われる。
【００５９】
本発明はさらに、請求項１に記載された特徴組み合わせに限定されるものでなく、開示したすべての個々の特徴の所定の特徴の任意の他のすべての組み合わせによって定めることができる。これは、基本的には請求項１の各々の個々の特徴が削除可能であるかあるいは本願の他の個所に開示された少なくとも１つの個々の特徴によって置き換え可能であることを意味する。その限りにおいて、請求項１は本発明を表現する第１の試みとしてのみ理解される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を有利に適用した連結システムの拡大縦断面図である。
【図１ａ】本発明を有利に適用した連結システムの第２継手部分の１：１の縮尺の部分断面図である。
【図２】本発明による連結システムの第１の実施形態の部分縦断面図である。
【図３】周方向シールと継手部分によって形成された相互摩擦部における静止摩擦係数と時間との関係を示すグラフである。
【図４ａ】室温における溝充填率を示すための、本発明による連結システムの部分縦断面図である。
【図４ｂ】室温よりも高い温度における溝充填率を示すための、本発明による連結システムの部分縦断面図である。
【図５】本発明による連結システムの第２の実施形態の部分縦断面図である。
【図６】本発明による連結システムの第３の実施形態の部分縦断面図である。
【図７】図６と比べて細部の形状を若干変更した、本発明による連結システムの第３実施形態の第２継手部分の部分拡大縦断面図である。
【図８】本発明による連結システムのための周方向シールの有利な実施形態の切断斜視図である。
【図９】本発明による連結システムのための周方向シールの有利な他の実施形態の横断面図である。
【図１０】本発明による連結システムのための周方向シールの有利な第３実施形態の縦断面図である。
【図１１】本発明による連結システムの第４の実施形態の部分縦断面図である。
【図１２】浸透の結果本発明による連結システムの周方向シールを通る流体の量を測定するための装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    第１継手部分（ハウジング部分）
１ａ  内側ハウジング部分
１ｂ  外側ハウジング部分
２    第２継手部分（プラグ部分）
３    周方向シール
４    シャフト５内の周方向シール用溝
４ａ  溝４の溝底
４ｂ  隙間７における溝４の溝側面
４ｃ  溝の溝側面
４ｄ  溝４／溝底４ａにおける不連続個所
４ｅ  溝４の斜面
５    第２継手部分２のシャフト
５ａ  シャフト５内の通気溝
６    第１継手部分１の収容穴
７    第１継手部分１と第２継手部分２の間の隙間
８、９  係止要素
１０  係止肩部
１１、１２  係止要素８、９のための環状溝
１３  支持リング
１００  浸透測定装置
１０１  浸透測定装置１００のマイクロプロセッサ制御装置
１０２  真空測定管
１０３  真空ポンプに通じるガス管
１０４  サーモスタット
１０５  浸透室
１０６  試験体
１０７  測定ガス管
２００  隙間幅ｓを縮小するための要素
ＡＥ  浸透作用を決定する、周方向シール３の横断面の部分周面
ＡＮ  溝４の横断面
ＡＲ  変形された周方向シール３の半径方向横断面
ＡＶ  軸方向に対して垂直に変形された周方向シール３の横断面
ＡＵ  圧縮されていない周方向シール３（図８の実施形態）の半径方向横断面
ＡＵｏｐｔ  圧縮されていない周方向シール３（図９の実施形態）の半径方向横断面
ＡＵｓｕｐ  圧縮されていない周方向シール３（図１０の実施形態）の半径方向横断面
Ｂ    横断面ＡＶの（半径方向）幅
ＢＬ  横断面ＡＶの弧長
Ｅ    周方向シール３と溝側面４ｃの間隔
ＦＨ  静止摩擦力
ＦＶ  周方向シール３の予圧縮力
ＦＳ  周方向シール３を備えた第２継手部分２の差込み力
ＦＡ  周方向シール３と溝側面４ｂの接触面
ＦＧ  溝４の充填率
ＦＺＵ  軸方向主要長さＨＡと半径方向主要長さＨＢの形状係数商
ＧＬ  半径方向横断面ＡＵの軸方向全長
ＨＡ  周方向シール３の軸方向主要長さ、長い半軸
ＨＢ  周方向シール３の半径方向主要長さ、短い半軸
ＫＦ１、ＫＦ２  半径方向横断面ＡＵの半円面
ＫＬ  周方向シール３と第１継手部分１または第２継手部分２の接触長さ
ＮＬ  （方向Ｘ−Ｘの）溝４の長さ
ｐ１  高い流体圧力
ｐ２  低い流体圧力
Ｑ    流体量、漏洩量
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  半径方向横断面ＡＵｏｐｔ／ＡＵｓｕｐの半径（図９、１０）
ＲＡ  圧縮されていない周方向シール３の外側半径
Ｒａ  継手部分１、２の平均粗さ
ＲＩ  圧縮されていない周方向シール３の内側半径
Ｒｍａｘ  継手部分１、２の最大粗さ
ＲＳＡ  シャフト５の外側半径
ＲＳＮ  溝４の底におけるシャフト５の半径
ＲＳＯ  円形横断面の場合のＲＲＳの値
ＲＯＩ  収容穴６の内側半径
ＲＦ  半径方向横断面ＡＵの長方形面
ＲＵＥ  移行半径
Ｓ    第１継手部分１内への第２継手部分２の差込み方向
ｓ    隙間７の隙間幅
ＳＬ  半径方向横断面ＡＵの半面の辺の長さ
Ｔ    溝４の深さ
ｔ    時間
Ｖ    圧縮力
Ｘ    特徴的な軸方向主要寸法
Ｘ−Ｘ  第１継手部分１、第２継手部分２の縦軸線
Ｙ    特徴的な半径方向主要寸法
Ｙ−Ｙ  半径方向横断面ＡＵの半径方向に向いた中心軸線
α    斜面４ｅの登り勾配角度
β    溝側面４ｃの登り勾配角度
Δｐ  圧力差
μＨ  静止摩擦係数
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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