JP2001141141A - パイプ接続構造 - Google Patents
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- F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
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-
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Abstract
に比して、金属密封作用がさらに改善されかつ加えて損
傷がより少ない柔らかい密封体を使用することができる
パイプ接続を提供することにある。 【解決手段】 パイプ接続は、接続部材(1)、ナット
(13)、およびパイプ(18)からなり、接続部材
(1)が第1円錐孔(5)を有し、孔(6)が続いてお
り、ネジ部分(3)を備え、ナット(13)が第2円錐
孔(15)と貫通孔(17)とを備え、前記パイプ(1
8)が筒状パイプ突起(19)を有しパイプ(18)に
は第1円錐緊張面(22)を備えると共に接続部分(2
1)が形成され、第3円錐角度(23)が第1円錐角度
(11)より大きくかつ軸方向長さ(32)が第1円錐
孔(5)の軸方向孔長さ(9)の15%より小さく、接
続部分(21)が第2円錐緊張面(25)を有し、第1
円錐緊張面(22)の半径方向内部には、延びる環状凹
所(28)が配置されている。
Description
との間に締め付けられる接続部分が形成される、接続部
材、ナットおよびパイプを有しているパイプ接続に関す
る。
3A1号は、ナットの円錐孔と接続部材の円錐孔との間
に締め付けられる接続部分が第1および第2円錐緊張面
からなるパイプ接続を記載している。両緊張面は、これ
らが、それぞれ接続部材の円錐孔およびナットの円錐孔
に対して平らな方法において載置するような方法におい
て形成されている。さらに、締め付け作業を制限するた
めの環状接触肩部が提案されている。そのうえさらに、
ナットの円錐孔と協働している第1円錐緊張面の前方
に、遷移領域によって、円錐緊張面において終端するパ
イプ接続かせ配置されることが提案されている。残りの
環状空間は、とくに、精密な密封を達成し得る弾性密封
体を受容するのに向けられる。
係するパイプの接続部分の第1円錐緊張面と接続部材の
円錐孔との間の接触長さは接続部材の円錐孔の軸方向長
さの大部分にわたって延びている。弾性密封体が設けら
れるならば、これが存しようとされている可能性が存在
する一方、パイプは接続部材の円錐孔内に摺動されてい
る。そのうえ、弾性密封体に利用し得る空間は外部の影
響を非常に受け易い非常に薄いリングのみが使用され得
るように制限される。
C1号は、また、円錐孔を備えた接続部材ならびにナッ
ト、およびそれらの間に接続部分によって締め付けられ
るパイプからなっているパイプ接続を示している。パイ
プの接続部分は、接続の長手方向軸線に対して実質上半
径方向に延びかつ締め付けられた状態において、接続部
材の端面に軸方向に支持される第1支持面からなってい
る。そのうえ、接続部分は、ナットの円錐孔に螺合しか
つそれと協働するように設計される緊張面からなってい
る。接続部分の前方には、半径方向に延びている支持面
から出発しかつ接続部材の円錐孔に続いている円形の筒
状孔に延びている筒状パイプ部分が配置されている。パ
イプ突起、接続部分の支持面および接続部分の円錐孔と
の間に形成された環状空間は密封体を受容する。
続が弾性密封体なしには使用され得ないということであ
る。加えて、パイプを接続部材に嵌合するとき、弾性密
封体は損傷される危険を生じる。
た従来技術の実施例に比して、金属密封作用がさらに改
善されかつ加えて損傷がより少ない弾性い密封体を使用
することができるパイプ接続を提供することにある。
的は、接続部材、ナット、およびパイプからなってお
り、前記接続部材が、第1端面を有し、この第1端面
が、さらに、第1円錐角度および軸方向の孔長さからな
っている前記第1端面から傾斜し始める第1円錐孔を有
し、前記第1円錐孔に隣接する円形筒状孔を有し、か
つ、そのうえ、ネジ付き部分からなっている外面を備え
ており、前記ナットが、前記接続部材の前記ネジ付き部
分に螺合するネジ付き孔;第2円錐角度を有する前記接
続部材の前記第1円錐孔の方向と反対の方向に傾斜して
いる、前記ネジ付き孔に続く第2円錐孔;および貫通孔
からなっており、前記パイプが前記ナットの前記貫通孔
を通って案内され、長手方向軸線からなりそして前記接
続部材の前記円形筒状孔に延びている筒状パイプ突起か
らなっており、前記パイプ上には、前記パイプ突起に続
いておりかつ前記接続部材の前記第1円錐孔と協働して
いる第1円錐緊張面を備えかつ第3円錐角度からなる接
続部分が形成され、そのさい前記第3円錐角度が前記第
1円錐孔の前記第1円錐角度より大きくかつその前記第
1円錐孔との重なり合うの軸方向長さが前記第1円錐孔
の前記軸方向孔長さの15%より小さく;その接続部分
が、さらに、前記第2円錐孔と協働する第2円錐緊張面
からなりかつ前記第2円錐角度に対応する第4円錐角度
からなり、そして、そのさい、前記第1円錐緊張面の半
径方向内部には、前記第1円錐緊張面の最小の円錐直径
の領域に位置決めされた端部から出発しかつ前記軸方向
長さの少なくとも1部分にわたって延びる環状凹所が位
置されるパイプ接続を設けることによって達成される。
3円錐角度に関しての角度条件の結果として、重なり
が、金属接触が、第1円錐緊張面が短い長さを有すると
しても、保証されるように達成される。また、保証され
るのは、接続部材が許容し得ない高い負荷に従われな
い、すなわち、環状凹所により、第1円錐緊張面が、接
続部材の第1円錐孔との重なりの長さの少なくとも部分
的な領域において変形することができるため、広げられ
るということであり、その結果応力集中がない。さらに
他の利点は、接触が半径方向に延びる支持面と接続部材
の端面との間に確立された後、装置を締め付けるために
ほぼ30°のみの回転通路が必要とされるということで
ある。半径方向に延びる支持面のみが接続部材の端面と
協働する従来技術の構体に対する利点は、接続部分のか
つしたがって接続部材に対するパイプの容易かつ確実な
心出しを達成することができるということである。
て、保護されるように心出しされかつ収容される弾性密
封体を収容するのに使用され得る。加えて、接続部分の
第1円錐緊張面が接続部材の円錐孔の軸方向長さ全体を
ほぼ被覆する構体に比して、より大きな容積を有する密
封体を使用することができる。従来の構体の状態に比し
て、金属密封は、柔らかい密封体が設けられないとして
も、角度状態および短い軸方向長さの結果として、対応
する適切な密封作用に責任を果たし得る比較的高い表面
圧力を達成することができるため、改善される。
な条件は、第1円錐緊張面の最小の円錐直径が第1円錐
孔の最大直径より5.5%まで小さいならば達成され
る。
合な比に限定されることを保証する締め付けの度合いを
制限するために、第1円錐緊張面の最大直径に続いてい
る接続部分が長手方向軸線に対して半径方向に延びてい
る環状肩部を備えていることが提案される。
条件は、環状肩部への遷移領域において、第1円錐緊張
面の最大の円錐直径が、接続部材の第1円錐孔の最大直
径より大きい0.15mmからし0.5mmの範囲内で
あるそれらの場合に達成され得る。
端面が接続部材の段部に対して載置するようになるなら
ば制限され得る。
面の部分のかつその下に位置決めされる接続部分の部分
の好都合な強度および変形条件は、環状凹所がパイプ突
起の外面によってかつ最小直径を備えた端部から出発し
かつ第5円錐角度を備えた第1緊張面の方向と反対の方
向に円錐状に傾斜される環状面によって画成される場合
に達成され得る。
°そして第2円錐角度が90°である実施例にとくに好
都合に適用されることができる。これらは、本発明によ
る解決が、また、標準の接続に好都合に使用され得るよ
うに標準化された条件である。好都合な密封および締め
付け条件は、第3円錐角度が30°ないし40°である
場合に達成される。大きさに関連して、第2円錐緊張面
の第4円錐角度は、第2円錐角度に対応しかつしたがっ
て好ましくは90°である。
それらの場合に精密な密封を増大するために、環状凹所
を充填しかつそれからパイプ突起の外面および第1円錐
孔によって画成された空間に突出する弾性密封体を使用
することが提案されている。弾性密封体は保護されるよ
うに環状凹所内に受容され、その結果組み立て過程の間
中、損傷の危険がかなり減少される。加えて、この実施
例は、密封体を受容するためにより大きな容量を備えて
いる。したがって、密封体はより頑丈であるように設計
される。
わち、接続部材の第1円錐孔への第1円錐緊張面の侵入
を制限する構体における所望の重なりの長さを達成する
ために、本発明によれば、第1円錐緊張面の軸方向円錐
長さが第1円錐孔の軸方向長さの15%より小さいこと
が提案されている。
る距離に段部が設けられることが提案される。
する。
は、その第1部分のみが示される接続部材1からなって
いる。この接続部材1は、加えて、接続のすべての構成
要素の長手方向軸線を構成する、長手方向軸線2を含ん
でいる。接続部材1の外面には、長手方向軸線2が垂直
に位置決めされる端面4から出発するネジ付き部分3を
備えている。端面4から、第1円錐孔5が出発し、この
第1円錐孔は、その最大直径を端面4の領域において有
している。第1円錐孔5の最小直径には円形の筒状孔6
が続いている。第1円錐孔5は24°の第1円錐角度1
1を含んでいる。この部分の設計は、それぞれそれに述
べられた許容誤差を含んでいるDIN(Deutsches Inst
itut fuer Normung)2353およびISO(The Inter
national Organization for Standardization)833
4ffによる標準化された実施例に対応している。第1
円錐孔5の軸方向の孔長さは参照符号9で示されてい
る。円形筒状孔6は貫通孔12がそこから出発する段面
10において終端する。貫通孔12は、例えば、上述さ
れたような孔配置に接続されるために使用されることが
でき、その結果接続部材1は2本のパイプを互いに接続
するのに役立っている2つのネジ付き部分3からなるこ
ともできる。
ち、ネジ付き孔14によってネジ付き部分3に螺合され
得る。さらに、ナット13は第1円錐孔5から離れて傾
斜される第2円錐孔15からなりかつそれぞれ、DIN
2352およびISO8434ffによる標準実施例に
おいて、90°となる第2円錐角度16を含んでいる。
前記第2円錐孔15には貫通孔17が続いている。管1
8が貫通孔17の領域においてナット13を貫通しそし
て接続部分21からなっており、この接続部分21は第
1円錐孔5と第2円錐孔15との間において締め付けら
れそして接続部分21の前方には、外面29によって、
接続部材1の円形筒状孔6に突出するパイプ突起19が
配置されている。締め付けられない状態において、端面
20は段面10から或る距離に位置決めされる。
張面22を含んでおり、この第1円錐緊張面22は形状
において円錐であり、その点において小さい半径の遷移
領域において第1円錐緊張面22に位置決めされた端部
27から出発しそしてまた、形状において円錐であるが
第1円錐緊張面22の方向と反対の方向に延びる第2円
錐緊張面25まで延びている。第1円錐緊張面22は第
1円錐孔5の第1円錐角度11より大きい第3円錐角度
23により延びている。円錐角度は好ましくは35°と
なる。そのうえ、端部27の領域に置かれた第1円錐緊
張面22の最小の円錐角度24は第1円錐孔5の最大直
径7より5.5%まで小さい値で示されている。
1緊張面22と第1円錐孔5との間の接触が存在するこ
とが保証され、接触は、図3のよる締め付けられた状態
において、第1円錐孔5の軸方向長さ9に対する重なり
の長さにより、密封および表面圧力の必要な度合いを保
証するが、接触の領域において第1円錐孔5に対する過
負荷および許容できない広がりまたは損傷を阻止する。
完全に締め付けられた状態において、パイプ突起19は
支持面10上でその端面20によって支持される。理解
され得ることは、第1緊張面22の軸方向長さ33か重
なりの長さ32より明らかに長いということである。ま
た、理解され得ることは、重なりの長さ32は第1円錐
孔5の軸方向長さ9より明らかに短いということであ
る。
第1円錐緊張面22の軸方向長さ33の部分にわたって
延びる。前記環状凹所28は一方で、パイプ突起19の
筒状外面29によってかつ他方で、端部27から円錐状
に傾斜し始める環状面33によって画成される。円錐環
状面22はほぼ120°の第5円錐角度31により配置
される。かくして、第1緊張面22が円錐面の選択され
た異なる角度の結果として第1円錐孔5と端面4との間
の縁部領域と接触するとき、強力な金属接触が存在し、
変形が同時に許容され、この変形がその領域において接
続部材1上の許容できない負荷を阻止することを保証す
る環状凹所28が形成される。
13および接続部分21を備えたパイプ18は長手方向
軸線2に対して回転対称であるように設計される。
を示し、そのさい同一部分および設計の参照符号は図1
ないし図3に比して100が加えられている。接続部材
101およびナット113はかくして図1ないし図3に
よる実施例における接続部材1およびナット13に完全
に対応している。
いて説明する。
33を備えた円錐緊張面122からなり、最小の直径1
24から出発する第1円錐緊張面122は長手方向軸線
102に対して半径方向に延びかつナット13が接続部
材101上に完全に締め付けられるとき、端面104に
対して載置するようになる環状肩部34において終端し
ている。環状凹所を設けることにより、弾性密封体が使
用されるとき損傷が発生し得ないことが保証される。し
たがって、第1円錐緊張面122の軸方向長さ133と
同一である重なりの長さ133が結果として生じる。そ
のうえ、比較的短い取り付け長さが、例えば、図7に示
されるように、弾性密封体を収容するためにとくに大き
な自由空間を利用可能にする。
製造される弾性密封体は、環状凹所128を完全に充填
しかつそれから突出し、その結果、さらに、密封体は第
1円錐孔105によってかつパイプ突起119の外面1
29によって形成された環状空間内に収容され、そして
前記面を密封する。かかる弾性密封体35は、また、繰
り返し接続が実施されるならば、図1ないし図6に示さ
れたような実施例において使用されることができ、その
結果たとえ繰り返し接続が頻繁に行われるとしても、所
望の密封作用は長期間にわたって継続する。選択された
角度の大きさは組み立ての間中回転するパイプに対する
増加された抵抗が存在することを保証する。さらに他の
利点は、設計の結果として、最終組み立ての間中の締め
付け通路が短くされ得るということにある。
第1円錐緊張面122を形成するために材料を使用しか
つ加えて、変形作業を減少しかつ変形過程を促進するこ
とができるように図4および図5に示されたような段部
を設けるのが望ましい。
ット、およびパイプからなっており、前記接続部材が、
第1端面を有し、この第1端面が、さらに、第1円錐角
度および軸方向の孔長さからなっている前記第1端面か
ら傾斜し始める第1円錐孔を有し、前記第1円錐孔に隣
接する円形筒状孔を有し、かつ、そのうえ、ネジ付き部
分からなっている外面を備えており、前記ナットが、前
記接続部材の前記ネジ付き部分に整合するネジ付き孔;
第2円錐角度を有する前記接続部材の前記第1円錐孔の
方向と反対の方向に傾斜している、前記ネジ付き孔に続
く第2円錐孔;および貫通孔からなっており、前記パイ
プが前記ナットの前記貫通孔を通って案内され、長手方
向軸線からなりそして前記接続部材の前記円形筒状孔に
延びている筒状パイプ突起からなっており、前記パイプ
上には、前記パイプ突起に続いておりかつ前記接続部材
の前記第1円錐孔と協働している第1円錐緊張面を備え
かつ第3円錐角度からなる接続部分が形成され、そのさ
い前記第3円錐角度が前記第1円錐孔の前記第1円錐角
度より大きくかつその前記第1円錐孔との重なりの軸方
向長さが前記第1円錐孔の前記軸方向孔長さの15%よ
り小さく;その接続部分が、さらに、前記第2円錐孔と
協働する第2円錐緊張面からなりかつ前記第2円錐角度
に対応する第4円錐角度からなり、そして、そのさい、
前記第1円錐緊張面の半径方向内部には、前記第1緊張
面の最小の円錐直径の領域に位置決めされた端部から出
発しかつ前記軸方向長さの少なくとも1部分にわたって
延びる環状凹所が位置される構成としたので、従来技術
の実施例に比して、金属同士の密封作用がさらに改善さ
れかつ加えて損傷がより少ない弾性密封体を使用するこ
とができるパイプ接続構造を提供することが可能とな
る。
開始において半分の形において示す長手方向断面図であ
る。
て示す拡大図である。
2によるパイプ接続てある。
イプ接続のさらに他の実施例を半分の形で示す長手方向
断面図である。
パイプ接続を示す図である。
る。
全に締め付けられた状態において図4ないし図6による
パイプ接続を示す図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 接続部材(1,101)、ナット(1
3,113)、およびパイプ(18,118)からなる
パイプ接続構造において、 前記接続部材(1,101)が、第1端面(4,10
4)を有し、前記第1端面(4,104)が、さらに、
第1円錐角度(11,111)および軸方向の孔長さ
(9,109)からなっている前記第1端面(4,10
4)から傾斜し始める第1円錐孔(5,105)を有
し、前記第1円錐孔(5,105)に隣接する円形筒状
孔(6,106)を有し、かつ、ネジ付き部分(3,1
03)からなっている外面を備えており、 前記ナット(13,113)が、前記接続部材(1,1
01)の前記ネジ付き部分(3,103)に螺合するネ
ジ付き孔(14,114)と、前記接続部材(1,10
1)の前記第1円錐孔(5,105)の方向と反対の方
向に傾斜している第2円錐角度(16,116)を有し
且つ前記ネジ付き孔(14,114)に続いている第2
円錐孔(15,115)と、貫通孔(17,117)を
備え、 前記パイプ(18,118)が前記ナット(13,11
3)の前記貫通孔(17,117)を通って長手方向軸
線(2,102)と平行に案内され、前記接続部材
(1,101)の前記円形筒状孔(6,106)内で延
びている筒状パイプ突起(19,119)からなってお
り、 前記パイプ(18,118)には、前記パイプ突起(1
9,119)に続き且つ前記接続部材(1,101)の
前記第1円錐孔(5,105)と協働している第1円錐
面(22,122)を備え且つ第3円錐角度(23,1
23)を有する接続部分(21,121)が形成されて
おり、 前記第3円錐角度(23,123)が前記第1円錐孔
(5,105)の前記第1円錐角度(11,111)よ
り大きく且つ前記第1円錐孔(5,105)との重なり
合う部分(32,132)の軸方向長さが前記第1円錐
孔(5,105)の前記軸方向孔長さ(9,109)の
15%以下であり 前記接続部分(21,121)が、前記第2円錐孔(1
5,115)と協働する第2円錐面(25,125)
と、前記第2円錐角度(16,116)に対応した第4
円錐角度(26,126)とを有し、前記第1円錐面
(22,122)の半径方向内部には、前記第1円錐面
(22,122)の最小円錐直径(24,124)であ
る端部(27,127)から出発しかつ前記軸方向長さ
(33,133)の少なくとも一部分にわたり延びてい
る環状凹所(28,128)が形成されていることを特
徴とするパイプ接続構造。 - 【請求項2】 前記第1円錐面(22,122)の前記
最小円錐直径(24,124)が前記第1円錐孔(5,
105)の最大円錐直径(7,107)より5.5%ま
で小さいことを特徴とする請求項1に記載のパイプ接続
構造。 - 【請求項3】 前記第1円錐面(122)の最大直径に
隣接して前記接続部分(121)が前記長手方向軸線
(102)に対して半径方向に延びている環状肩部(1
34)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の
パイプ接続構造。 - 【請求項4】 前記パイプ突起(19)の端面(20)
が前記接続部材(1)の段面(10)に接触するように
なされていることを特徴とする請求項1に記載のパイプ
接続構造。 - 【請求項5】 前記環状凹所(28,128)が前記パ
イプ突起(19,119)の前記外面(29,129)
と、前記最小直径(24,124)の端部(27,12
7)から第5円錐角度(31,131)でもって出発し
て且つ前記第1円錐面(22,122)の方向と反対の
方向に円錐状に傾斜される環状面(30,130)と、
によって画成されることを特徴とする請求項1に記載の
パイプ接続構造。 - 【請求項6】 前記第5円錐角度(31,131)が1
00°から160°の間に設定され、好ましくは130
°に設定されることを特徴とする請求項5に記載のパイ
プ接続構造。 - 【請求項7】 前記第1円錐角度(11,111)が2
4°であり、そして前記第2円錐角度(16,116)
が90°であることを特徴とする請求項1に記載のパイ
プ接続構造。 - 【請求項8】 前記第3円錐角度(23,123)が3
0°から40°の範囲内に設定されることを特徴とする
請求項1に記載のパイプ接続構造。 - 【請求項9】 前記第4円錐角度(26,126)が9
0°であることを特徴とする請求項1に記載のパイプ接
続構造。 - 【請求項10】 前記環状凹所(128)を充填し且つ
前記パイプ突起(119)の前記外面(129)および
前記第1円錐孔(105)によって画成された空間に配
置される弾性密封体(35)が設けられることを特徴と
する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のパイプ接
続構造。 - 【請求項11】 前記第1円錐面(122)の前記軸方
向円錐長さ(133)が前記第1円錐孔(105)の前
記軸方向長さ(109)の15%より小さい長さである
ことを特徴とする請求項3に記載のパイプ接続構造。 - 【請求項12】 前記環状肩部(34)から所望距離の
ところに段部(37)が設けられることを特徴とする請
求項3に記載のパイプ接続構造。
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