(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑な端管の永久密封継手を製造するための圧着式管継手であって、該圧着式管継手は、円環状密封要素を収容する少なくとも１つの部分とこれに続く円筒形の長手方向に延びる領域とを有し、かつ嵌入する管の止めとして働く段差部を備え、前記密封要素は、嵌入された管に面し前記密封要素の横断面内に半径方向に延びる凹部が設けられ、圧締めの前に横断面で見て前記密封要素の凹部が軸方向で貫通孔を形成する圧着式管継手において、
前記密封要素５は、周方向に、密封要素の本体の横断面とは異なる異形断面をもつ少なくとも１つの領域（１１、１１’、１１”）を備え、この領域の異形断面は、周面にわたって延び、密封要素の幅方向に膨らむ膨らみ部（１３）を形成しており、前記本体の横断面に比べて膨らんだ膨らみ部（１３）の容積が前記本体の横断面よりへこんだ凹部（１２、１２’、１２”）の容積と少なくとも同じ大きさである、圧着式管継手。
【請求項２】
密封要素（５）の本体が円形横断面の円環体として構成されていることを特徴とする、請求項１記載の圧着式管継手。
【請求項３】
密封要素（５）が、周面にわたって対称に配設されている３つの領域（１１、１１’、１１”）を有することを特徴とする、請求項１記載の圧着式管継手。
【請求項４】
前記領域（１１、１１’、１１”）が、その中央から所定の周長にわたって両方の方向に、急な変化をする個所なしに前記本体の横断面へと連続的に移行していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧着式管継手。
【請求項５】
凹部（１２、１２’、１２”）が角度２０°の周面にわたって延び、領域（１１、１１’、１１”）全体が角度４０°の周面にわたって延びていることを特徴とする、請求項１〜４記載のいずれか１項にの圧着式管継手。
【請求項６】
異形断面が、管の長手方向に水平に延びる、密封要素（５）の中心軸線（２０）より上で管の断面方向の垂直中心軸線（１７）を基準にして対称に延びる扇形（１６）を有する洋梨形状であり、上記扇形（１６）の円形輪郭（１８）の中心点が密封要素（５）の中心点（Ｍ）であり、扇形（１６）の左右でほぼ水平中心軸線（２０）に至るまで延びる扇形（１９、１９’）が角度（２６）を成して延びる直線輪郭（２１、２１’）を有し、中心軸線（２０）より下にある密封要素（５）の部分に垂直中心軸線（１７）に対称な２つの扇形（２２、２２’）が形成され、これら扇形（２２、２２’）の円形輪郭（２３、２３’）の曲率中心（Ｍ１）が各扇形（２２、２２’）の内部で密封要素（５）の曲率中心（Ｍ）から２分の１の位置にずらされており、垂直中心軸線（１７）に対称な扇形（２４）が形成され、この扇形（２４）は直線輪郭（２５）を有し、上記両方の扇形（１９、１９’）の直線輪郭（２１、２１’）が、中心軸線（２０）より下にある両方の扇形（２２、２２’）の円形輪郭（２３、２３’）に対して接線を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の圧着式管継手。
【請求項７】
異形横断面を有する領域（１１、１１’、１１”）の、管の長手方向に水平に延びる中心軸線（２０）より下における、対称な膨らみ部（１３、１３）の長さ（１３’）が、凹部（１２、１２’、１２”）の深さ（１４）が移行する領域内で連続的に小さくなり、中心軸線（２０）より上にある両方の扇形（１９、１９’）の斜めに延びる直線輪郭（２１、２１’）の傾き（２７）が前記本体の円形横断面に対する接線（２７．２）となるまで減少することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の圧着式管継手。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の前提部分に記載された平滑な端管の永久密封継手を製造するための圧着式管継手に関する。
管継手の円環状部の末端にシールリングを配置し、シールリング内に管の平滑端を篏合し、圧着装置によって、円環状部に篏合された管と管継手の円筒形領域とを一緒に塑性変形し、シールリングを弾性変形させて永久密封継手にすることは公知である（マンネスマン・プレスフィッティング・ゲーエムベーハーの冊子、第８版／１９９４）。管継手の円環状部の末端の塑性変形によってシールリングが弾性変形し、シールリングが管の表面領域に当接することによって、継手の密封機能が達成される。
普通の場合、設置後の圧力試験によって非圧締め継手箇所からの漏れを確認する。しかし特別な場合には、管と管継手の公差が適切でなく、設置受入れ時の圧力試験には合格するには十分であるが、僅かとはいえ事前変形を受けてしまう事態が生じることがある。その後の運転時に、迅速に開閉する弁による圧力衝撃を生じ、管に対する加熱に応じて管と継手との間に相対運動の現れることがある。また圧締めが十分でない結果として、軸方向に固定がない場合に、事前に生じたシールリングの僅かな変形は継手箇所の気密性を持続するのに十分でなくなる。
本発明の課題は、管と管継手との公差に不都合がある場合でも、非圧締め箇所が漏れとして検出されないような、平滑端管の永久密封継手を製造するための圧着式管継手を提供することである。
この課題は、請求項１の前文から出発して、特徴部分に明示した特徴によって解決される。有利な諸展開は従属請求項の構成要素にある。
本発明によれば、円環状の、密封要素（シーリング）がその周方向に少なくとも１つの領域を有し、この領域が密封要素の本体の横断面（以下出発横断面という）とは異なる異形断面を備えている。この異形断面は周面および横断面平面にわたって延びる膨らみ部と、嵌入された管に向き合って半径方向で密封要素の横断面内に延びる凹部を備えている。圧締め後に凹部が完全に塞がれるように、膨らみ部の容積は凹部の容積と少なくとも同じ大きさである。圧締め前、横断面で見て密封要素の凹部は軸方向で貫通孔を形成する。好ましくは密封要素は円形横断面を有する円環体として構成する。圧締めによって膨らみ部の容積が凹部の空隙容積内に移動し、それを補充するときに、密封要素に望ましくない皺や圧潰を生じることのないように、異形断面の部分は所定の周長にわたって両方向に、急変箇所なしに連続的に出発横断面に移行させる。
密封要素は、好ましくは出発横断面とは異なる異形断面を有する領域を、その周面にわたって対称に３ヶ所配設する。異形断面部分は洋梨形状であり、移行領域でこの洋梨形状は徐々に密封要素の本体断面の円形状に接近し、移行する。
管と管継手との公差の適合が十分でない場合、また密封要素の僅かな事前変形があると、非圧締め継手が圧力試験のときに不可避的に漏れにつながるが、こういう時に、継手箇所を再圧着し、圧力試験を繰り返すことができる。そのさい凹部の容積が膨らみ部の押圧によって完全に再び塞がれ、密封要素が接触面で管に密接に当接し、長い運転期間後でも気密性が維持される。これは、洋梨形状によって確保される。
図面に示された実施例に基づいて密封要素の本発明による構成を詳しく説明する。
図１は、圧締めされた継手の縦断面図である。
図２は、圧締め前の他の実施態様の縦断面図である。
図３は、本発明により構成された密封要素の平面図である。
図４は、図３のＡ−Ｂ線による断面図である。
図５は、図４のＺ部分の拡大図である。
図６は、図５をＹ方向からみた図である。
図７ａ〜ｃは、図６に示した異形断面の領域における周長角度０°、１０°、２０°の部分の断面拡大図である。
図１において、圧着式管継手１は止め部２を有する。十分な圧締めを保証するために、管３はこの止め部２まで嵌入しなければならない。円環状に構成された領域４内には密封要素５が配置され、これはシールリングを形成している。
密封要素５は装着される圧着工具６、６’によって弾性変形され、円環状の領域４によって形成される小空間全体を塞ぐ。円環状領域４は斜めに延びる領域７を経て円筒形領域８に移行している。円筒形領域８は、嵌入された管３とともに、圧着工具６、６’の圧着腹部９、９’によって塑性変形される。断面形状において、圧着腹部９、９’の輪郭は六角形、正方形またはレモン形にすることができる。
他の形式の圧着式管継手１０を図２に示す。同じ部品には同じ符号を付けた。この圧着式管継手１０は、開口側に斜めに延びる領域７を有し、この領域は円筒形領域８に移行している。円筒形領域８は図１に示した実施態様とは異なり、管３の嵌入方向から見て密封要素５の前にではなく、密封要素５の背後に配置されている。
本発明の密封要素５の第１実施態様を図３に平面図で示す。この実施例では、密封要素５が周面にわたって対称に配設された３つの領域１１、１１’、１１”を備えている。これらの領域は図４に示すように出発横断面の円形とは異なる凹部１２、１２’、１２”および膨らみ部１３、１３を有する。凹部１２、１２’、１２”は、領域１１、１１’、１１”において嵌入された管３（図１、図２）に向き合って半径方向で密封要素５の横断面内に延びるレンズ状に構成された凹部を形成する。このレンズ形状は図３と図４において認めることができる。その詳細は後続の図で説明する。領域１１、１１’、１１”はこの実施例の場合、それぞれ角度４０°の周面にわたって延びており、凹部１２、１２’、１２”はそれぞれ半分の角度２０°の周面にわたって延びている。
図５が示すように、領域１１’の丁度中心における横断面は洋梨形状である。この横断面の膨らみ部１３、１３は図６における周面個所０°において最大の長さ１３’を有する。更に凹部１２’の深さ１４が重要である。凹部１２’によって欠けた容積は、膨らみ部１３、１３によって生じる容積によって少なくとも補充されるように選定されている。周方向での膨らみ部の変化を図６に示す。周面箇所０°における最大寸法から角度２０°の周面個所における最小寸法への変化が長さ寸法１５によって表されている。
図７は領域１１’について図６における３つの個所の横断面の細部を示す。周面箇所０°における横断面（部分図ａ）、即ち領域１１’の中心の横断面は、水平に延びる中心軸線２０の上方であって垂直中心軸線１７から両側へと対称に延びる第１扇形１６を有している。扇形１６の外輪郭１８は円形であり、その中心点は密封要素の中心点Ｍと同一である。この扇形１６の左右に他の扇形１９、１９’が接続し、これらがこの実施例の場合には、ほぼ水平に延びる中心軸線２０付近で成端している。扇形１９、１９’の周長の端部は、構成に応じて、中心軸線２０より上または下にすることもできる。この扇形１９、１９’の外輪郭２１、２１’は直線である。中心軸線２０の下には２つの扇形２２、２２’があり、これらは円形の外輪郭２３、２３’を有している。外輪郭２３、２３’の中心点Ｍ１は扇形２２もしくは２２’の内部で密封要素の中心点Ｍに対して２倍偏心している。下側部を形成するのは垂直中心軸線１７を基準に対称に形成された扇形２４であり、この扇形は直線輪郭２５を有する。中心軸線２０より上にある両方の扇形１９、１９’の直線輪郭２１、２１’は、中心軸線２０より下にある両方の扇形２２、２２’の円形輪郭２３、２３’に対し接線をなしている。膨らみ部１３、１３の寸法１３’は、凹部１２’の深さ１４と中心軸線２０より上にある両方の扇形１９、１９’の輪郭２１、２１’の傾き２７の角度２６とによって実質的に決定される。
部分図ｂ、部分図ｃは円形横断面への移行部の形状を示す。膨らみ部１３’の寸法は周面箇所１０°における膨らみ部１３’．１の寸法を経て、周面箇所２０°における円形横断面１３’．２の直径に達するまで低減する。他方で、部分図ｂにおける傾き２７．１の角度２６．１は、部分図ｃに示すように水平な中心軸線２０に対して垂直な円形横断面の接線２７．２を形成するまで低減する。
【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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【図６】
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【図７】
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