(57)【要約】【課題】  製造及び取扱が容易であり、従来の技術で知られたフランジ継手の欠点を取り除くフランジ継手を提供すること。【解決手段】  測定用パイプ（６）の管壁は、パイプの端部（８）に、径方向外側に向いている形成物（１２）を有し、装着された状態では、軸方向の引張り力を、デバイス側のフランジディスク（２２）から形成物（１２）を介して測定用パイプ（６）に伝達することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ継手、特に、測定デバイスの測定用パイプ（６）をプロセスパイプライン（４）に接続するためのフランジ継手であって、デバイス側のフランジディスク（２２）及びライン側のフランジディスク（２２ａ）を有し、且つ、前記デバイス側のフランジディスク（２２）は内周面（２４）及び外周面を有しているフランジ継手において、
前記測定用パイプ（６）の管壁は、パイプの端部ゾーン（８）に、パイプの中間ゾーンと比較して外径が増大し、且つ前記測定用パイプ（６）の端部に向かって上昇するように傾斜したフランク（１３）を有する領域（１２）（拡大領域）を有し、
その結果、装着された状態では、軸方向の力を、前記デバイス側のフランジディスク（２２）から、前記拡大領域（１２）を介して、前記測定用パイプ（６）の前記端部ゾーン（８）に伝達することができることを特徴とするフランジ継手。
【請求項２】
前記測定用パイプ（６）の管壁は、前記拡大領域で、径方向外側に向いた形成物（１２）を有することを特徴とする請求項１に記載のフランジ継手。
【請求項３】
径方向の前記形成物（１２）は、前記測定用パイプ（６）の端部に向かって連続的に上昇するように傾斜したフランク（１３）を有するビードとして形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフランジ継手。
【請求項４】
前記径方向の形成物（１２）は、繊維状複合材料を層状に取り付けることによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項５】
前記径方向の形成物（１２）は、繊維状複合材料を巻き付けることによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項６】
前記測定用パイプ（６）は、前記拡大領域（１２）で径が拡大しており、径の拡大によって、前記測定用パイプ（６）の前記端部（８）に向かって連続的に上昇するように傾斜したフランク（１３）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフランジ継手。
【請求項７】
前記測定用パイプ（６）は、前記拡大領域（１２）で、一定の管壁厚さで径が拡大していることを特徴とする請求項６に記載のフランジ継手。
【請求項８】
前記測定用パイプの端部部分は、前記拡大領域で、円錐状に径が拡大していることを特徴とする請求項６又は７に記載のフランジ継手。
【請求項９】
前記測定用パイプの中間部分と前記拡大領域との間の移行部におけるテーパ角度は、1°と４５°の間の、特に１０°と４０°との間の、好ましくは１５°と３５°との間の、特に好ましくは２８°と３２°との間の値を有することを特徴とする請求項８に記載のフランジ継手。
【請求項１０】
前記測定用パイプ（６）及び前記拡大領域（１２）は、全体的に又は部分的に繊維状複合材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１１】
前記測定用パイプ（６）及び前記拡大領域（１２）は、全体的に又は部分的に金属から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１２】
前記測定用パイプ（６）は、金属部分として形成されており、前記拡大領域は、全体的に又は部分的に繊維状複合材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１３】
前記デバイス側のフランジディスク（２２）は、前記測定用パイプ（６）の前記端部（８）の方向に向けて、前記拡大領域（１２）の前記上昇するように傾斜したフランク（１３）に押し付けられることが可能であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１４】
前記デバイス側のフランジディスク（２２）は、当該フランジディスク（２２）と前記拡大領域（１２）との間に設けられた中間部分（１６）によって、前記拡大領域（１２）の前記上昇するように傾斜したフランクに押し付けられることが可能であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１５】
前記中間部分（１６）は、複数の形状で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のフランジ継手。
【請求項１６】
前記デバイス側のフランジディスク（２２）の前記内周面（２４）又は前記中間部分（１６）の縦断面形状は、前記拡大領域（１２）における前記測定用パイプ（６）の外周面形状に適合されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１７】
装着された状態で、前記デバイス側のフランジディスク（２２）と、前記拡大領域（１２）における前記測定用パイプ（６）との間に、あるいは、前記中間部分（１６）と、前記拡大領域（１２）における前記測定用パイプ（６）との間に、形状係合及び／又は摩擦係合による結合があることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１８】
前記拡大領域（１２）における前記測定用パイプ（６）の外側周面形状は、部分的に、１つのｎ次多項式に対応し、あるいは、部分的に、複数のｎ次多項式からなり、但し、ｎは、特に０と１０の間の、好ましくは０と４の間の整数、特に好ましくは１又は２又は３であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項１９】
前記拡大領域（１２）における前記測定用パイプ（６）の外側周面形状は、部分的に、１つのｎ次多項式に対応し、あるいは、部分的に、複数のｎ次多項式からなり、但し、ｎは、特に０と−１０の間の、好ましくは０と−４の間の整数、特に好ましくは−１又は−２又は−３であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２０】
前記パイプの端部（８）は、シール面として形成されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２１】
前記パイプの端部（８）には、シールリング（３２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２２】
前記拡大領域（１２）の第二のフランク（１５）が、前記パイプの端部側で、前記パイプの端部（８）と共にシール面を形成することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２３】
前記中間部分（１６）及び／又は前記デバイス側のフランジディスク（２２）は、装着前に、適切な構造的処置によって一時的に装着位置に保持されることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２４】
前記中間部分（１６）及び／又は前記デバイス側のフランジディスク（２２）は、装着前に、接着スポット及び／又は機械的な保持補助手段によって、及び／又は繊維状複合材料による巻き付けによって、一時的に装着位置に保持されることを特徴とする請求項２３に記載のフランジ継手。
【請求項２５】
プロセスパイプ側に、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載のメイティング・フランジを有する、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２６】
プロセスパイプ側に、従来の構造方式のメイティング・フランジを有する、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載のフランジ継手。
【請求項２７】
フランジ継手を作るための方法、特に、流体用の測定デバイスの測定用パイプをパイプラインに接続するための方法であって、
前記フランジ継手は、デバイス側のフランジディスク及びライン側のフランジディスクを有し、前記デバイス側のフランジディスクは内周面及び外周面を有し、且つ、前記測定用パイプの管壁を、少なくともパイプの端部ゾーンで、異なる材料の重なり合った複数の層によって形成することが可能である方法において、
前記測定用パイプの管壁に、パイプの少なくとも１つの端部で、径方向外側に向いている形成物を形成すること、及び、装着された状態では、軸方向の引張り力を、前記フランジディスクから前記形成物を介して前記測定用パイプに伝達することを特徴とする方法。
【請求項２８】
径方向の前記形成物を、前記パイプの端部に向かって連続的に上昇するように傾斜しており、且つ円錐状に又は双曲線状の縦断面形状で形成されたフランクを有するビードとして形成することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記径方向の形成物を、測定デバイスの製造の際に最後の製造段階の内の一つとして形成することを特徴とする請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記フランジディスクと前記形成物との間の力の伝達のために、前記径方向の形成物の前記フランクと少なくとも部分的に結合する中間部分を設けることを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記径方向の形成物を、繊維状複合材料を層状に取り付けることによって形成することを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記径方向の形成物を、繊維状複合材料を巻き付けることによって形成することを特徴とする請求項２７乃至３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記形成物の第二のフランクによって、パイプの端部側に、前記パイプの端部と共にシール面を形成することを特徴とする請求項２７乃至３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記中間部分及び／又は前記デバイス側のフランジディスクを、装着前に、接着スポット及び／又は機械的な保持補助手段によって、及び／又は繊維状複合材料による巻き付けによって、一時的に装着位置に保持することを特徴とする請求項２７乃至３３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、測定デバイスの測定用パイプを工業プロセス技術的なプロセスのプロセスパイプラインに接続するための、請求項１の前提部分に記載のフランジ継手と、請求項２７の前提部分に記載の、フランジ継手を製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、従来の技術に基づく、前提部分に記載のフランジ継手は、デバイス側のフランジディスクすなわち測定用パイプにしっかり取り付けられたフランジディスクと、ライン側のフランジディスクすなわちプロセスパイプラインにしっかり取り付けられたフランジディスクとを有する。二つのフランジディスクは、通常、締付ネジによって互いに押し付けられ、軸方向の力が測定用パイプに加えられるように、固定される。このことによって、測定用パイプの端部は、プロセスパイプの端部へ押し付けられ、両端部は、測定用パイプの端部とラインパイプの端部との間にあるシール面によって測定用パイプが液密にプロセスパイプに接続されるように、固定される。二つのフランジディスクは、夫々、内周面及び外周面を有する。これらのフランジディスクは、内周面によって、該フランジディスクに関連して夫々設けられたパイプの端部としっかり接続、例えば、ネジ結合、溶接、半田付け等されている。
【０００３】
今日の測定デバイスに用いられる測定用パイプは、しばしば、鋼又は他の金属から作られる。しかしながら、プラスチック又はセラミックからなる測定用パイプを有する流量計も、一般的に知られている。異なった材料の、例えば、プラスチック被覆を有するメタルコアの重なり合った複数の層によって少なくともパイプの端部ゾーンが形成されている測定用パイプも、提案されている。
【０００４】
前提部分に係るフランジ継手は、例えば、流量が算出されるべきプロセスパイプラインへ流量計を挿入する際に、用いられる。
【０００５】
今日、金属の測定用パイプの場合、デバイス側のフランジディスクの固定は、通常、溶接によってなされる。金属から構成されていない測定用パイプを有する測定デバイスの場合、中間フランジの取り付け、いわゆるウェハの取り付けを用いなければならない。このような取り付けの場合、測定用パイプが固有のフランジを有さず、プロセスパイプラインの端部に取り付けられた二つのフランジの間に取り付けられ、こられの二つのフランジの間で固定がなされる。あるいは、非常に労力の要る方法で、フランジが非金属のパイプに取り付けられる。
【０００６】
測定用パイプへの、１つの又は複数のフランジの取り付けは、既に流量計の製造シーケンスの始めに、為されねばならない。何故ならば、流量計は、すべての必要な部分システム、例えば、信号検出器、マグネットシステム、ハウジング、電気接触装置及びトランスミッタが測定用パイプに取り付けられるように、常に構成されているからである。今日の従来の技術では、測定用パイプへのフランジの固定のために必要な高温工程（溶接、半田付け又はセラミックと金属の接合等）は、しばしば敏感なかつ非常に正確に調整された部分システムへ悪影響を及ぼすであろう。それ故に、この製造段階は製造プロセスの始めに置かれる。
【０００７】
流量計のユーザは、今日、デバイスメーカーに、パイプのすべてのサイズのために、フランジ継手のタイプ（フランジの直径、ねじ穴の数及び直径等）についての多数のデバイスのバリエーションを提供することを期待している。メーカーにとっては、このことは、メーカーが、多数の異る測定用パイプとフランジの組合せを、予め製造してストックしておかなければならないという結果をもたらす。このことは、保管の費用を増やす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の課題は、製造及び取扱が容易であり、従来の技術で知られたフランジ継手の欠点を取り除く、前提部分に記載のフランジ継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、フランジ継手に関して、請求項１の特徴によって解決され、製造法に関しては、請求項２７の特徴によって解決される。
【００１０】
従って、本発明によれば、測定用パイプの管壁は、パイプの端部ゾーンに、パイプの中間ゾーンよりも大きな外径を有し、且つパイプの端部に向かって上昇するように傾斜したフランクを有する領域（以下、拡大領域とも呼ぶ）を有し、装着された状態では、軸方向の力を、デバイス側のフランジディスクからこの拡大領域を介して測定用パイプの端部ゾーンに伝達することができる。
【００１１】
本発明に係るフランジ継手の場合、軸方向の引張り力が、通常、デバイス側のフランジディスクから、パイプの端部における力導入領域へ導入される。このことによって、パイプの端部は、パイプの接続の目的のため、プロセスパイプの対向する端部へ押圧される。
【００１２】
本発明の好都合な実施の形態において、測定用パイプの管壁は、拡大領域で、径方向外側に向いた形成物を有することができる。この形成物を、パイプの端部に向かって連続的に上昇するように傾斜したフランクを有するビードとして形成することができることは好都合である。このことは、パイプの端部におけるパイプの内径が、パイプの中間に対し一定であるが、パイプの外径がパイプの端部に向かって連続的に増大するように傾斜しており、従って、パイプの外径とパイプの内径の間の差として算出される管壁の厚さ全体が、パイプの端部に向かって増大するように傾斜していることを意味する。この場合、径方向の形成物は、繊維状複合材料を層状に取り付けることによって、例えば、巻き付け又は他の知られた層構成技術によって形成することができる。更に、繊維状複合材料により形成物を取り付けることは、構成部材の製造のための繊維状複合材料技術で知られた方法の使用によってなされる。
【００１３】
本発明の、他の非常に好都合な実施の形態において、測定用パイプは、パイプ端部における拡大領域で径が拡大していても良く、径の拡大によって、測定用パイプの端部に向かって連続的に上昇するように傾斜したフランクが形成される。この実施の形態では、パイプの外径とパイプの内径の間の差として算出される管壁の厚さは、パイプの端部に向かって一定である。これに対し、パイプの内径及びパイプの外径はパイプの端部に向かって大きくなる。
【００１４】
本発明に係る解決策の利点は、装着された状態でのみ、フランジディスクと測定用パイプとの間に、摩擦係合（formschluessig）及び形状係合（kraftschluessig）によって形成されたしっかりとした接続があることにある。この場合、軸方向の引張り力が、フランジディスクから径方向の形成物を介してパイプの端部へ伝達される。測定用パイプは、明細書導入部で記述したように、フランジディスクによって、プロセスパイプの側でメイティング・フランジにしっかり固定される。装着されない状態では、フランジディスクは形成物に緩く載っていることが可能であり、あるいは、パイプの端部で、任意の位置に保持されていることも可能である。いずれにせよ、フランジディスクは、既に製造プロセスの始めに、測定用パイプに対してしっかり接続されている必要はない。
【００１５】
本発明の特に好都合な実施形態の変形例は、フランジディスクと形成物との間の力の伝達のために、径方向の形成物のフランクと少なくとも部分的に結合している中間部分が設けられていることを特徴とする。装着された状態では、フランジディスクと形成物との間に、あるいは、中間部分と形成物との間に、形状係合及び／又は摩擦係合の結合がある。他の好ましい実施の形態では、中間部分が数個構成で構成される。
【００１６】
上記の実施形態の変形例における中間部分の使用は、フランジディスクとして通常の標準的部材を用いることができるという大きな利点を有する。しかし、特に、フランジディスク及び場合によっては中間部分は、測定デバイスの製造シーケンスにおける最後の段階として取り付けることができる。例えば、形成物は、既に製造プロセスの始めに、測定用パイプの１つの端部又は複数の端部に取り付けることができる。次に、通常のように、すべての他の部分システムが測定用パイプに取り付けられて、測定デバイスができ上がる。このとき始めて、フランジリングが押し被せられる。当然ながら、フランジリングの内径は、形成物が取り付けられた測定用パイプの、その最大の外径よりも大きい。中間部分は例えば二つのハーフシェルにより構成することができる。これらのハーフシェルを両側から測定用パイプの端部に取り付けて、互いに係合させ、測定用パイプの直径よりも大きいが、形成物の直径よりも小さい内径を有する環状の中間部分が生じる。これによって、フランジディスクが、上記のように固定される。
【００１７】
従って、フランジの種々のタイプによる変形の多様性は、製造プロセスの最後に初めて、導入される。この場合、保管しておく測定用パイプを、異なった呼称直径の、制限された数の測定用パイプに限定することが可能である。測定デバイスが完成したときに初めて、フランジとパイプの所望の組合せが、その時々に望ましいフランジディスクの付加によって、形成される。この場合、場合によっては、中間部分によって、フランジディスクの内径を、形成物を有する測定用パイプの外径に適合させることができる。
【００１８】
しかしながら、測定用パイプ及び拡大領域は、全体的に又は部分的に繊維状複合材料又は金属から形成されていても良い。
【００１９】
その代わりに、測定用パイプも金属部品として形成され、拡大領域は全体的又は部分的に繊維状複合材料から形成されていることもあるだろう。
【００２０】
フランジディスクと測定用パイプとの間の、力の特に良好な伝達を達成するために、フランジディスクの内周面の又は中間部分の縦断面形状が、拡大領域における測定用パイプの周面形状に適合していることは好都合である。
【００２１】
この場合、拡大領域における測定用パイプの外側周面形状の縦断面が、１つのｎ次多項式に対応してもよいことは好都合である。但し、ｎは、特に０と１０の間の、好ましくは０と４の間の整数、特に好ましくは１又は２又は３である。ｎ＝１の場合、１次多項式すなわち直線が存する。直線に対応する縦断面を有する周面形状は、錐形の周面形状である。ｎ＝２の場合、２次多項式すなわち放物線が存する。このとき、拡大領域における周面形状は放物線状の縦断面を有する。ｎ＝−１の場合、双曲線が存する。双曲線に対応する縦断面を有する周面形状は、双曲面である。
【００２２】
測定用パイプとプロセスパイプの間のシール面は、追加のシールリングを用いて、又は当該シールリングなしに、構成されていてもよい。この場合、拡大領域は、測定用パイプの端部に向いている第二のフランクが、測定用パイプによって規定された面にあり、かくて、測定用パイプの端部と共に、拡大したシール面を形成するように、形成されていてもよい。
【００２３】
装着の容易さを増すために、中間部分及び／又はフランジディスクは、装着前に、適切な取り付け手段、例えば、接着スポット及び／又は機械的な保持補助手段によって、及び／又は繊維状複合材料による巻き付けによって、一時的に装着位置に保持されていてもよい。
【００２４】
プロセスパイプ側でのメイティング・フランジは、従来の方法で溶接されていてもよいし、あるいは、同様に、本発明に係る方法で構成されていてもよい。
【００２５】
本発明の他の好都合な実施の形態及び改善並びに他の利点は、他の従属請求項から読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の３つの実施の形態が示されている図面を参照して、本発明並びに本発明の他の好都合な実施の形態及び改善並びに他の利点を詳述する。図１は、左部分に、流量計２の一部分を縦断面図で示す。この流量計は、本発明に係るフランジ継手１によって、プロセスパイプ４に接続されている。流量計、パイプライン及びフランジ継手は、中心線１０によって示されているように、回転対称的に形成されている。中心線は、同時に、対称線でもある。
【００２７】
流量計は磁気誘導型の流量計として形成されており、測定用パイプ６を有する。この測定用パイプには、他の部分システムが取り付けられている。図１には、一目瞭然であることの理由から、これらの部分システムすべてが示されている訳ではない。従来の結合要素１０３によって共に測定用パイプの壁部に取り付けられている励磁コイル１０１及び強磁性コア１０２を有するマグネットシステム１００と、ハウジング１０４とのみが示されている。測定用パイプ６は金属からなり、従来の技術のように、通常は高品位鋼からなる。測定用パイプはパイプの全長でほぼ一定している内径Ｒｉと、外径Ｒａとを有する。内径Ｒｉと外径Ｒａの差から、管壁の厚さが測定される。
【００２８】
測定用パイプ６の端部８では、拡大領域１２に、測定用パイプ６の管壁は錐形の形成物１２を有する。この形成物は径方向外側に向いており、緩やかに上昇するように傾斜した第一のフランク１３と、急勾配の第二のフランク１５とを持つ鋸歯状の縦断面形状を有する。形成物１２の、パイプの端部８に向いた急勾配のフランク１５は、パイプの端部８と共に、シール面１４を形成する。形成物１２は、繊維状複合材料を測定用パイプ６の端部部分に巻き付け、続いて、フランク１３，１５を平滑にすることによって、繊維状複合材料からなる構成部材の製造のための従来技術で知られた複数の方法（ここでは記述する必要がない）の内の一つによって製造される。
【００２９】
形成物１２があるので、拡大領域における、管壁の有効な厚さｔ２は、パイプの有効な外径、すなわち中心線と形成物１２の外面との間隔と、パイプの内径Ｒｉとの差として算出され、拡大領域１２の外側の、管壁の厚さｔ１よりも大きい。ｔ２は、拡大領域１２の、デバイス側の開始点における値ｔ１から始まって、パイプの端部へと連続的に増大する。測定用パイプの外側周面形状の、その縦断面は、拡大領域１２において、１次多項式に、すなわちパイプの端部へのプラスの傾斜を持った直線に対応する。
【００３０】
プロセスパイプ４は金属パイプでもある。そのプロセスパイプの呼称直径は、測定用パイプ６の呼称直径に適合している。緩やかに上昇するように傾斜した第一のフランク１３ａと、パイプの端部に向かって急勾配の第二のフランク１５ａとを持つ鋸歯状の縦断面形状を有する錐形の形成物１２ａが、同様に、繊維状複合材料を巻き付け、続いてフランクを平滑にすることによって、プロセスパイプ４の端部部分５にも取り付けられる。
【００３１】
測定用パイプ６の形成物１２との、形状係合（formschluessig）及び摩擦係合（klaftchluessig）の接触において、環状の中間部分１６の内周面１８は、第一のフランク１３に接触している。中間部分１６の内周面１８の縦断面形状は、形成物１２の第一のフランク１３の縦断面形状に適合している。中間部分１６の外周面２０は段状の縦断面形状を有する。
【００３２】
中間部分１６の外周面２０には、フランジディスク２２の内周面２４が、形状係合及び摩擦係合の結合で接触している。フランジディスク２２の内周面２４の縦断面形状は、中間部分１６の外周面２０の段状の縦断面形状に適合している。
【００３３】
プロセスパイプ４の端部部分５にも、同様に、中間部分１６ａ及びフランジディスク２２ａが取り付けられている。フランジディスク２２，２２ａには、締付ネジ２８を収容するための複数の孔が、従来の方法で、設けられている。図１には、このような孔が１つのみ示されており、その中心線２６によって示唆されている。通常は、少なくとも二つの、大抵は４つの、６つの又は８つの孔が、対応の数の締付ネジを有する。締付ネジ２８は止めナット２９で固定されている。
【００３４】
パイプの二つの端部の間のシール面１４には、シールリング３２が取り付けられており、このシールリングによって液密の管継手の製造が容易になる。ロールの端部と、形成物１２，１２ａの急勾配のフランク１５，１５ａとによって形成されたシール面が、十分に平滑に構成されているとき、場合によっては、シールリング３２を省略しても液密の管継手を製造することができる。
【００３５】
図１に示したフランジ継手の機能及び製造は、以下の通りである。
【００３６】
測定用パイプ６に設けられた形成物１２を、既に製造プロセスの始めに、測定用パイプの端部８に取り付ける。次に、通常の方法で、すべての他の部分システムを測定用パイプに取り付けて、測定デバイスが完成する。このとき初めてフランジリング２２を押し被せる。当然ながら、フランジリング２２の内径は、形成物１２が取り付けられた測定用パイプの、その最大の外径よりも大きい。中間部分１６は、例えば二つのハーフシェルから構成することができる。これらのハーフシェルを両側から測定用パイプの端部８に取り付け、互いに係合させて、測定用パイプの直径よりも大きいが、形成物の直径よりも小さい内径を有する環状の中間部分１６を形成する。
【００３７】
プロセスパイプの端部に設けられる形成物１２は、既にプロセスパイプの製造の際に、取り付けられていてもよいし、あるいは、装着位置で初めて巻き付けられてもよい。プロセスパイプ側の中間部分１６ａは、測定用パイプ側の中間部分１６と同じ方法で形成されている。両者は、金属からか又は繊維状複合材料からなってもよい。これらの中間部分は、取リ付け後に、二つの形成物１２，１２ａの第一のフランク１３，１３ａに緩く載っているが、形状係合及び／又は摩擦係合の結合で既に取り付けられていてもよい。
【００３８】
中間部分１６，１６ａを取り付ける前に、フランジディスク２２，２２ａを、測定用パイプ６及びプロセスパイプ４の夫々の端部に押し被せる。フランジディスクは緩く載っており、容易に移動することができる。フランジディスクの形状、特に、外径、厚さ並びに孔の数及び直径は、顧客に固有に選択かつ製造される。
【００３９】
フランジ継手の製造のために、二つのフランジディスクをその装着位置に取り付ける。それ故に、フランジディスクの内周面２４，２４ａは、形状係合により、中間部分１６，１６ａの外周面２０，２０ａに接触する。次に、締付ネジ２８を挿入し、二つのフランジディスクを締付ネジによって互いに向かって押圧し、止めナット２９で固定して、測定用パイプ６及びプロセスパイプ４に作用する軸方向の力を反対方向に加える。このことによって、測定用パイプの端部をプロセスパイプの端部に押圧し、両者を、測定用パイプの端部とラインパイプの端部との間にあるシール面１４によって、そのとき、測定用パイプ６がプロセスパイプ４と液密に結合されているように、固定する。
【００４０】
図２は、本発明に係るフランジ継手の他の実施の形態を示す。ここでは、同一の、類似の又は同じ作用の部材は、図１と同じ参照符号を有し、但し、符号にダッシュが補足されている。フランジ継手の、測定用パイプ６’にある部分のみが示されている。プロセスパイプにある対応部分は、測定用パイプにある部分と類似に又は従来のように、溶接されたフランジによってあるいは図１に示した方法で構成することができる。図２に示した実施の形態は、図１の実施の形態とは、形成物１２’の緩やかに上昇するように傾斜した第一のフランク１３’の縦断面形状が、双曲線状に形成されている点で異なっている。これに対応して、中間部分１６’の内周面１３’は、この双曲線状の縦断面形状に適合している。それ故に、双方の縦断面形状が、固定の最中に、鍵が錠に入るように、同様にぴったりと適合し、かくて、軸方向の力の伝達のために、形状係合及び摩擦係合の結合を形成することができる。双曲線状の縦断面形状は、力の分配を最適に調整することができるという利点を有する。
【００４１】
図２と図１との他の相違は、図２に示した実施の形態では、測定用パイプの端部に形成物１３’を有する測定用パイプ６’が、１つの製造プロセスで、繊維状複合材料から完全に構成され、例えば巻付技術で製造されていることにある。
【００４２】
形成物１３’を有する測定用パイプ６’を、鋳造部分とすることもできる。形成物１３’は鋳造により直接形成することができる。同様に、形成物１３’の縦断面形状のために、双曲線形状の代わりに、他の曲線形状を選択することもできるであろう。
【００４３】
図３に、本発明に係るフランジ継手の第三の実施の形態を示す。ここでは、同一の、類似の又は同じ作用の部材は図１と同じ参照符号を有し、但し、符号に二つのダッシュが補足されている。形成物は、テーブル状山地のような縦断面形状を有するビード１２’’の形で、形成されており、繊維状複合材料からなる測定用パイプ６’’の端部部分に巻き付けられており、二つのフランク１３’’及び１５’’を有する。両者は、双曲線状の縦断面形状を有する。図３に示したフランジ継手の場合、フランジディスク２２’’の内周面２４’’は、その縦断面形状が、ビード１２’’の上昇するように傾斜したフランク１３’’の、その双曲線状の縦断面形状に適合しており、それ故に、双方の縦断面形状が、固定の最中に鍵が錠に入るように、同様にぴったりと適合し、かくして、軸方向の力の伝達のため、形状係合及び摩擦係合の結合が形成されることが可能であるように形成されている。
【００４４】
従って、図３は、中間部分を有しない本発明に係るフランジ継手を示す。この実施の形態では、ビード１２’’を取り付ける前に、フランジディスクを測定用パイプの端部に押し被せなければならない。この作業は、製造中になされてもよいし、あるいは、後で、測定デバイスのプロセスパイプラインへの装着の直前になされてもよい。
【００４５】
図４は、プロセスパイプ側に従来の方法でプロセスパイプ１０４に溶接されたメイティング・フランジ１８２を有する、本発明に係るフランジ継手の実施の形態を示す。それ故に、プロセスパイプ１０４とメイティング・フランジ１８２との間の継目個所に溶接継目１８０が形成される。フランジ継手の、測定用パイプ側の部分は、図１に記載したのと同様に構成されている。同一の又は同じ作用の部材又はサブアセンブリは、更に、図４で、図１と同じ参照符号を有する。但し、参照符号は、夫々、数値１００だけ増加している。
【００４６】
図５は、測定用パイプの端部に測定用パイプの錐形の拡大部を有する、本発明の他の実施の形態を示す。ここでは、同一の、類似の又は同じ作用の部材は図１と同じ参照符号を有するが、２００だけ増加した参照符号を有する。フランジ継手の、測定用パイプ２０６にある部分のみが、示されている。プロセスパイプにある対応部分は、測定用パイプにある部分と類似に又は従来のように、溶接されたフランジによってあるいは図１に示した方法で構成されていることができる。
【００４７】
測定用パイプ２０６は、測定用パイプの端部２０８の拡大領域１２で、径が拡大されており、径の拡大によって、測定用パイプ２０６の端部２０８に向かって上昇するように傾斜したフランク２１３が形成されている。拡大領域１２における管壁の厚さｔ２は、ここでは、拡大領域１２の外側の管壁の厚さｔ１に比較して変わらない。これに対し、パイプの内径はパイプの端部に向かって大きくなる。拡大領域１２の外側では、測定用パイプ２０６は内径Ｒ１を有する。パイプの内径は、拡大領域１２の従ってまた測定用パイプ２０６の端部に向かって、数値Ｒ２へ径が拡大している。但し、Ｒ２はＲ１よりも大きい。
【００４８】
拡大領域１２における測定用パイプの、その外側周面形状の縦断面は、１次多項式、すなわち、パイプの端部に向かってプラスの勾配を有する直線に対応する。図５に示した実施の形態では、テーパ角度αを有する錐形の拡大部が示されている。
【００４９】
拡大領域１２を有する測定用パイプ２０６は、図５に示した実施の形態では、金属パイプから、例えば鋳造技術で製造されている。しかし、円錐状の拡大部を有する拡大領域１２は、従来の方法により、測定用パイプ２０６に溶接しても良い。測定用パイプ２０６も、拡大領域１２における拡大部と共に、繊維複合技術で、例えば巻き付けによって完全に製造することもできる。
【００５０】
図５に示した実施の形態は、流体力学的な観点では、拡大領域１２に対応する入口領域と、拡大領域１２の外側にある測定用パイプの領域に対応する縮径された測定ゾーンとを有する測定用パイプとして構成してもよい。図５に示した本発明に係るフランジ継手によって測定用パイプに接続されるプロセスパイプは、Ｒ２の内径を有する。従って、測定ゾーンはプロセスパイプよりも小さい内径を有する。それ故に、上で、「縮径された測定ゾーン」という概念を用いた。測定デバイスが流量計であり、測定用パイプ２０６が、図５に示した実施の形態では、従って、流量計の測定用パイプであるとき、測定用パイプにおける流動媒体（流体）は、測定用パイプの横断面が小さいので、プロセスパイプ内の測定用パイプの外側よりも速い流速を得る。測定デバイスが磁気誘導型の流量計であるときは、測定用パイプ内の流速の上昇が測定精度に好影響を及ぼす。かようにして、図５に示した実施の形態に基づく本発明に係るフランジ継手の場合、フランジ継手の簡単な構成以外の他の利点として、測定精度の向上が生じるだろう。
【００５１】
流体力学的理由から、図５に記載の本発明の実施の形態にとって、１６°の角度αは非常に好都合である。他の大きいか小さい角度、例えば１０°，１２°，１４°，１８°，２０°，３０°は、同様に好都合だろう。
【００５２】
前記複数の実施の形態は、本発明に係るフランジ継手のすべての可能な実施の形態を最終的に表わしているわけではない。従って、ここに詳述しなかったが、ここに記載の実施の形態又はその部分あるいはここに示した種々の実施の形態の個々の特徴の組合せによって生じる、すべての他の考えられる実施の形態も、本願によって共に包含されていると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】円錐状の形成物を有する、本発明に係るフランジ継手の第一の実施の形態を示す図。
【図２】双曲線状の形成物を有する、本発明に係るフランジ継手の第二の実施の形態を示す図。
【図３】ビード状の形成物を有する、本発明に係るフランジ継手の第三の実施の形態を示す図。
【図４】プロセスパイプ側で従来の方法で溶接されたメイティング・フランジを有する、本発明に係るフランジ継手の第四の実施の形態を示す図。
【図５】測定用パイプの端部における測定用パイプの錐形の拡大部を有する、本発明の第五の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
【００５４】
４・・・プロセスパイプライン、６・・・測定用パイプ、８・・・パイプの端部、１３・・・フランク、２２・・・フランジディスク、２２ａ・・・フランジディスク、２４・・・内周面、１２・・・拡大領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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