(57)【要約】  本発明は、パイプライン、特に金属製のパイプラインを接続する接続装置であって、パイプライン用のパイプ受容部を有する螺合体（１）と、螺合体に螺嵌可能なユニオンナット（３）と、螺合体とユニオンナットとの間に配置されるカットリング（２）と、を備え、カットリングは、外側円錐部（２３）を有し、外側円錐部は、螺合体のパイプ受容部の内側円錐部（１８）と協働して、ユニオンナットを締め付けたときに部分的に半径方向内向きに変形され、少なくとも１つの切れ刃（２５）でもって、切欠き効果の下、形状結合式にパイプラインの材料に食い込み、カットリングは、外側円錐部に続いて、締め付けを制限するように螺合体の端面（１９）に当接する略半径方向のストッパ面（２４）を有し、カットリングの外側円錐部の領域に設けられたリング溝内に、螺合体のパイプ受容部の内側円錐部内に当接するエラストマー製の周方向シール（５）が配置されている、接続装置に関する。エラストマー製の周方向シール（５）を収容するリング溝（２６）は、カットリング（２）の外側円錐部（２３）内に、カットリング（２）のストッパ面（２４）に対して間隔を置いて配置されており、リング溝（２６）とストッパ面（２４）との間には、リング面（２７）が形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプライン、特に金属製のパイプラインを接続する接続装置であって、
前記パイプライン用のパイプ受容部を有する螺合体と、
前記螺合体に螺嵌可能なユニオンナットと、
前記螺合体と前記ユニオンナットとの間に配置されるカットリングと、
を備え、
前記カットリングは、外側円錐部を有し、前記外側円錐部は、前記螺合体の前記パイプ受容部の内側円錐部と協働して、前記ユニオンナットを締め付けたときに部分的に半径方向内向きに変形され、少なくとも１つの切れ刃でもって、切欠き効果の下、形状結合式に前記パイプラインの材料に食い込み、
前記カットリングは、前記外側円錐部に続いて、前記締め付けを制限するように前記螺合体の端面に当接する略半径方向のストッパ面を有し、
前記カットリングの前記外側円錐部の領域に設けられたリング溝内に、前記螺合体の前記パイプ受容部の前記内側円錐部内に当接するエラストマー製の周方向シールが配置されている、
接続装置において、
前記エラストマー製の周方向シール（５）を収容する前記リング溝（２６）は、前記カットリング（２）の前記外側円錐部（２３）内に、前記カットリング（２）のストッパ面（２４）に対して間隔を置いて配置されており、
前記リング溝（２６）と前記ストッパ面（２４）との間には、リング面（２７）が形成されている、
ことを特徴とする、パイプラインを接続する接続装置。
【請求項２】
前記リング面（２７）の幅は、少なくとも０．４ｍｍ、好ましくは少なくとも０．６ｍｍであることを特徴とする、請求項１記載の接続装置。
【請求項３】
前記リング溝（２６）の、前記ストッパ面（２４）側の内側壁（２６１）は、前記リング面（２７）との間に９０度以下、好ましくは８９度未満の角度αを形成していることを特徴とする、請求項１または２記載の接続装置。
【請求項４】
前記リング溝（２６）の前記内側壁（２６１）には、前記リング溝（２６）内に突入するノーズ（２６４）が一体成形されており、これによりアンダカットが形成されており、前記ノーズ（２６４）の外周面は、好ましくは前記リング面（２７）を延長していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の接続装置。
【請求項５】
前記リング溝（２６）の、前記ストッパ面（２４）とは反対側の外側壁（２６２）は、前記外側壁（２６２）に隣接する外側円錐面との間に、少なくとも前記外側円錐部（２３）に隣接する領域において、９０度より大きい角度βを形成していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の接続装置。
【請求項６】
前記リング溝（２６）と前記外側円錐部（２３）との間の移行部は、丸み付けられて形成されており、好ましくは、前記リング溝（２６）の前記外側壁（２６２）は、横断面で見てＳ字形の輪郭を有することを特徴とする、請求項５記載の接続装置。
【請求項７】
前記リング溝（２６）と前記外側円錐部（２３）との間の移行部は、直角に形成されており、前記リング溝（２６）の前記外側壁（２６２）は、横断面で見て少なくとも部分的に真っ直ぐな輪郭を有することを特徴とする、請求項５記載の接続装置。
【請求項８】
前記リング溝（２６）の、前記ストッパ面（２４）とは反対側の前記外側壁（２６２）は、前記パイプライン（４）の中心軸線との間に、少なくとも前記外側円錐部（２３）に隣接する領域において、９０度の角度を形成していることを特徴とする、請求項７記載の接続装置。
【請求項９】
前記リング溝（２６）の深さは、この領域における前記カットリングの厚さの少なくとも１５パーセント、好ましくは少なくとも２５パーセントであることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の接続装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載の接続装置で使用され、半径方向のストッパ面により境界付けられている外側円錐部を備えるカットリングであって、
前記外側円錐部（２３）内に、前記ストッパ面（２４）に対して間隔を置いて、リング溝（２６）が配置されており、前記リング溝（２６）は、エラストマー製の周方向シール（５）を収容し、
前記リング溝（２６）と前記ストッパ面（２４）との間には、リング面（２７）が形成されており、前記リング面（２７）の幅は、好ましくは少なくとも０．４ｍｍ、特に好ましくは少なくとも０．６ｍｍである、
ことを特徴とするカットリング。
【請求項１１】
前記リング溝（２６）の前記内側壁（２６１）には、前記リング溝（２６）内に突入するノーズ（２６４）が一体成形されており、これによりアンダカットが形成されていることを特徴とする、請求項１０記載のカットリング。
【請求項１２】
前記リング溝（２６）の、前記ストッパ面（２４）とは反対側の前記外側壁（２６２）は、前記外側壁（２６２）に隣接する前記外側円錐部（２３）に対して、少なくとも前記外側円錐部（２３）に隣接する領域において、９０度より大きい角度βを成しており、
前記リング溝（２６）と前記外側円錐部（２３）との間の移行部は、好ましくは丸み付けられて形成されており、
前記リング溝（２６）の前記外側壁（２６２）は、特に好ましくは、横断面で見てＳ字形の輪郭を有する、
ことを特徴とする、請求項１０または１１記載のカットリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプライン、特に金属製のパイプラインを接続する接続装置であって、パイプライン用のパイプ受容部を有する螺合体と、螺合体に螺嵌可能なユニオンナットと、螺合体とユニオンナットとの間に配置されるカットリングと、を備え、カットリングは、外側円錐部を有し、外側円錐部は、螺合体のパイプ受容部の内側円錐部と協働して、ユニオンナットを締め付けたときに部分的に半径方向内向きに変形され、少なくとも１つの切れ刃でもって、切欠き効果の下、形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式にパイプラインの材料に食い込み、カットリングは、外側円錐部に続いて、締め付けを制限するように螺合体の端面に当接する略半径方向のストッパ面を有し、カットリングの外側円錐部の領域に設けられたリング溝内に、螺合体のパイプ受容部の内側円錐部内に当接するエラストマー製の周方向シールが配置されている、接続装置に関する。
【０００２】
この種の接続装置は、例えば欧州特許第０８６３３５４号明細書（EP 0 863 354 B1）に記載されており、剛体の、特に金属製のパイプラインをねじ山付き管体に力・形状結合（ｋｒａｆｔｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：力および形状による束縛）式に結合するために用いられ、而してパイプのねじ締結を可能にする。この場合、流体を案内する領域は、まず、金属シールにより隔絶されている。金属シールは、一方では、カットリングの外側円錐部と、パイプ受容部の内側円錐部との間に形成され、他方では、パイプ内に押し込まれる切れ刃により形成されている。この金属シールに続いて、軟性シールとしてのエラストマー製の周方向シールがポジショニングされている。その際、周方向シールは、ちょうどカットリングの半径方向の肩部への移行部に当接している。組み立て時、カットリングは、カットリングの半径方向の肩部が螺合体の端面に突き当たるまで、締め付けられねばならない。このとき、カットリングが、液圧系内での運転中、振動により緩むと、間隙がカットリングの肩部と螺合体の端面との間に生じることがあるという問題がある。この間隙が過大となると、軟性シールは、液圧系内の圧力によりこの間隙内に押し出されてしまうことがある。この押し出しは、軟性シールの機能不全を意味する。
【０００３】
さらに、シールがカットリングの肩部／螺合体の端面の領域でまさに螺合体のシャープなエッジがあるところに存在することは、不都合であることがわかっている。このことは、軟性シールを損傷させるおそれがある。
【０００４】
本発明は、この点において対策を講じるものである。本発明の根底にある課題は、軟性シールが、カットリングと、螺合体の端面との間に形成される間隙内に押し出されてしまう危険が防止され、かつ損傷の危険が回避されている、冒頭で述べた形態の、特に金属製のパイプラインを接続する接続装置を提供することである。本発明により、この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。
【０００５】
本発明により、軟性シールが、カットリングと、螺合体の端面との間に形成される間隙内に押し出されてしまう危険が防止され、かつ損傷の危険が回避されている、冒頭で述べた形態の、特に金属製のパイプラインを接続する接続装置が提供されている。エラストマー製の周方向シールを収容するリング溝が、カットリングの外側円錐部内に、カットリングのストッパ面に対して間隔を置いて配置されており、リング溝とストッパ面との間に、リング面が形成されていることにより、周方向シールの、カットリングのストッパ面との接触は防止されており、ひいては、運転中、形成されてしまうことがある、カットリングのストッパ面と、螺合体の端面との間の間隙との接触も防止されている。このことは、周方向シールがこの間隙内に押し出されてしまうことを効果的に抑制する。
【０００６】
本発明の発展形において、リング溝により画定される円錐状のリング面の幅は、少なくとも０．４ｍｍ、好ましくは少なくとも０．６ｍｍである。これにより、形成されてしまうことがある間隙から周方向シールを良好に引き離すことができる。
【０００７】
本発明の一態様において、リング溝の、ストッパ面側の内側壁は、リング面との間に９０度以下、好ましくは８９度未満の角度αを形成している。このことは、周方向シールが部分的にリング溝からストッパ面に向かって滑脱してしまうことを抑制する。この効果は、特に角度が８９度未満である場合に達成される。それというのも、これにより、内側壁がアンダカットを形成するからである。
【０００８】
本発明の別の態様において、リング溝の内側壁には、リング溝内に突入するノーズが一体成形されており、これによりアンダカットが形成されている。これは、周方向シールが部分的にストッパ面に向かって滑脱してしまうことを抑制する。
【０００９】
本発明の別の態様において、ノーズの外周面は、円錐状のリング面を延長している。これによりエッジ形成は、回避されており、これにより、周方向シールが損傷してしまう危険は、軽減されている。
【００１０】
本発明の発展形において、リング溝の、ストッパ面とは反対側の外側壁は、外側壁に隣接する外側円錐面との間に、少なくとも外側円錐部に隣接する領域において、９０度より大きい角度を形成している。これは、周方向シールをリング溝内に滑り込ませ易くし、これにより、組み立ての際に周方向シールが損傷してしまうことを抑制する。加えて周方向シールの組み立ては、容易化している。
【００１１】
本発明の一態様において、リング溝と外側円錐部との間の移行部は、丸み付けられて形成されている。これは、周方向シールをリング溝内にさらに滑り込ませ易くする。
【００１２】
本発明の別の態様において、リング溝の外側壁は、横断面で見てＳ字形の輪郭を有する。これにより、周方向シールを良好に囲繞することと同時に、周方向シールをリング溝内に滑り込ませ易くすることが達成されている。
【００１３】
本発明の代替的な態様において、リング溝と外側円錐部との間の移行部は、直角に形成されており、リング溝の外側壁は、横断面で見て少なくとも部分的に真っ直ぐな輪郭を有する。その際、リング溝は、好ましくは周方向シールより幅広に形成されている。これにより、リング溝の深さ全体にわたって延在する退避域が形成されており、これによりシール作用は改善されている。同時に、無負荷の組み立て状態では、周方向シールの柔軟な伸張が可能であり、これにより損傷は回避されている。有利には、リング溝の、ストッパ面とは反対側の外側壁は、ラインの中心軸線との間に、その際、少なくとも外側円錐部に隣接する領域において、９０度の角度をラインの中心軸線との間に形成している。
【００１４】
本発明の発展形において、リング溝の深さは、この領域におけるカットリングの厚さの少なくとも１５パーセント、好ましくは少なくとも２５パーセントである。これにより、周方向シールの囲繞は改善されている。カットリングの構造サイズ次第で、特に好ましいリング溝の深さは変化する。構造サイズが大きければ、厚さの約２５パーセントのリング溝の深さが特に好適であることがわかっているのに対し、カットリングの構造寸法が小さければ、最適なリング溝の深さは、厚さの４５パーセントまでである。
【００１５】
さらに本発明の対象は、請求項８の特徴を備えるこのような接続装置で使用されるカットリングである。
【００１６】
本発明の別の発展形および態様は、残余の従属請求項に記載されている。本発明の一実施例を図面に示し、以下に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】接続装置の立体図である。
【図２】図１に示した接続装置の分解立体図である。
【図３】図１に示した接続装置の接続箇所の要部横断面図である。
【図４】図３の一部ＩＶを切り取った要部抜粋図である。
【図５】別の態様の接続装置の接続箇所の要部横断面図である。
【図６】図５の一部ＶＩを切り取った要部抜粋図である。
【図７】図６に示した装置を、周方向シールに液圧がかかった状態で示す図である。
【図８】第３の態様の接続装置の接続箇所の要部横断面図である。
【図９】図８の一部ＩＸを切り取った要部抜粋図である。
【００１８】
実施例として選択した接続装置は、主として螺合体１からなり、螺合体１は、カットリング２を受容し、螺合体１には、ユニオンナット３を螺嵌でき、これによりカットリング２を、受容したパイプライン４に噛み込ませることができる。
【００１９】
螺合体１は、実質的に中空円柱状の金属体であり、端部には、雄ねじ山として構成された接続ねじ山１１が設けられている。接続ねじ山１１に対して間隔を置いて、環状のフランジ１２が配置されており、フランジ１２の、接続ねじ山１１に面した側には、円環形のランド１３が設けられている。ランド１３は、シールリング１４を収容するリング溝を画定している。フランジ１２は、本例では六角形部として形成されている。
【００２０】
フランジ１２の、接続ねじ山１１とは反対側には、ユニオンナット３を受ける別の雄ねじ山１５が配置されている。雄ねじ山１５の領域には、螺合体１の内側に、直径が拡張されたパイプ受容部１６が作り込まれており、パイプ受容部１６により、ストッパ１７が形成されており、パイプ受容部１６は、端部に、外向きに拡張する内側円錐部１８を有している。
【００２１】
カットリング２は、略中空円柱状に形成されており、端部に、円錐状に窄まる滑動面２１を有している。内側には、カットリング２をパイプライン４に対して封止するＯリング６を収容するリング溝２６が設けられている。カットリング２には、カットリング２の、滑動面２１とは反対側の端部に、外径が減少された外側円錐部２３が一体成形されており、外側円錐部２３によりストッパ面２４が形成されている。外側円錐部２３の内周面は、段付けされており、これにより２つの切れ刃２５が形成されている。外側には、外側円錐部２３に、ストッパ面２４に対して間隔を置いてリング溝２６が設けられている。リング溝２６は、周方向シール５を収容し、リング面２７を画定している。本実施例では、外側円錐部２３は、外側円錐部２３の回転中心軸線に対して１２度の傾き角を有している。すなわち、開き角は、２４度である。リング面２７の幅は、０．７ｍｍである。
【００２２】
外側円錐部２３のリング溝２６は、略長方形の横断面を有している。リング溝２６の、ストッパ面２４側の内側壁２６１は、リング面２７との間に９１度の角度αを形成している。リング溝２６の、ストッパ面２４とは反対側の外側壁２６２は、Ｓ字形の横断面輪郭を有し、これにより、丸み付けられた滑動縁部が形成されている。滑動縁部は、周方向シール５をリング溝２６内に良好に滑り込ませることを可能にする。同時に、この領域には、周方向シール５のための退避域２６３が形成されており、退避域２６３は、無負荷の組み立て状態で周方向シール５の膨張を可能にする。周方向シール５に圧力が加わると、周方向シール５は、内側壁２６１に向かって押圧される。
【００２３】
ユニオンナット３は、実質的に六角ナットの形態で形成されており、六角ナットの雌ねじ山３１は、螺合体１の雄ねじ山１５に対応している。ユニオンナット３の、フランジ１２とは反対側の端部には、リング鍔３２が一体成形されており、リング鍔３２は、パイプライン４用の通し穴を有している。内側にリング鍔３２は、円錐状に内向きに収縮する内側円錐面３３を有し、内側円錐面３３の傾きは、カットリング２の滑動面２１の傾きに略相当している。
【００２４】
本発明に係る接続装置の組み立て時、パイプライン４は、螺合体１のパイプ受容部１６内に、ストッパ１７に当接するまで挿入される。カットリング２は、カットリング２の滑動面２１でもってユニオンナット３の内側円錐面３３に当て付けられ、その後、ユニオンナット３は、螺合体１の雄ねじ山１５に螺嵌される。その際、カットリング２は、カットリング２の外側円錐部２３でもって螺合体１のパイプ受容部１６の内側円錐部１８内に係合し、このとき、螺合体１と協働する。カットリング２は、ユニオンナット３を締め付けると、カットリング２のストッパ面２４でもって螺合体１の端面１９に当て付けられ、外側円錐部２３の領域で半径方向内向きに圧迫され、これにより、カットリング２の切れ刃２５は、切欠き効果の下、特に形状結合式にパイプライン４の材料に入り込む。同時に、カットリング２の円錐状の滑動面２１と、ユニオンナット３のリング鍔の内側円錐面３３との間では、カットリング２を半径方向で圧縮するくさび効果に加え、自動調心も達成される。
【００２５】
カットリング２は、一方では、カットリング２の切れ刃２５を介して達成される形状結合によりパイプライン４を機械的に固定する機能を有している。他方では、カットリング２は、一方では、パイプライン４に食い込む切れ刃２５を介し、他方では、パイプ受容部１６の内側円錐部１８に金属シール状に当接する外側円錐部２３を介した金属シール機能を有している。付加的なシールは、これらの円錐部間に配置され、軟性シールとして構成された周方向シール５を介して行われ、周方向シール５は、リング溝２６内に配置されている。その際、リング溝２６の外側壁２６２のＳ字形の横断面輪郭により、退避域２６３が形成されている。
【００２６】
図５に示した実施例では、上述した実施例のリング溝２６が改変されて構成されており、リング溝２６の内側壁２６１には、内向きに突入するノーズ２６４が一体成形されている。その際、ノーズ２６４は、ノーズ２６４がその外面でもってリング面２７と面一となり、リング面２７を延長するように形成されている。その際、ノーズ２６４の内面は、内側壁２６１の内側輪郭を延長している。而して内側輪郭は、補われて、円弧形の横断面輪郭を形成している。
【００２７】
これにより、アンダカットが達成され、これにより、周方向シール５の大幅に良好な包囲が実現されている。加えて、リング溝２６をノーズ２６４の分だけ補ったこの構成は、カットリング２の大幅に良好な組み立て性を生じる。それというのも、周方向シール５は、組み立てプロセス中、このアンダカット内に押し込み可能であるからである。運転中は、かかっている液圧により、周方向シール５は、配置された退避域２６３に起因して、最適にシールする位置を占めることができ、常にアンダカットに押し付けられ、アンダカットにより保持される。
【００２８】
図８に示した実施例では、リング溝２６が、周方向シール５より幅広に形成されており、外側壁２６２は、パイプライン４の中心軸線に対して略直交するように方向付けられている。その際、リング溝底部への丸み付けられた移行部を除いて、外側壁２６２は、真っ直ぐな横断面輪郭を有しており、この真っ直ぐな横断面輪郭は、シャープなエッジをもって外側円錐部２３の面に移行している。これにより、周方向シール５の奥行き全体にわたって延在する退避域２６３が形成されており、退避域２６３は、組み立て時には、つまり、無負荷の状態では、周方向シール５の柔軟な伸張を可能にする。圧力が加わると、シールは、内側壁２６１に向かって押圧され、シール作用は、退避域内に浸入した流体によりさらに強められる。
【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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【図８】
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【図９】
2020508415.tif 000011
【国際調査報告】
2020508415.tif 000012
2020508415.tif 000013
2020508415.tif 000014
2020508415.tif 000015
2020508415.tif 000016
2020508415.tif 000017