JP2008542634A - パイプ接続部 - Google Patents

Abstract

２つのパイプ（１、２）の間の接続部が開示され、そこでは、一方のパイプの最終部分が他方のパイプの最終部分に重なり、あるいは１つのそれぞれの連結要素（３、４）が、パイプ（１、２）の対面する最終部分へと挿入される。パイプ（１、２）を、一体に螺合させることができる。他方のパイプによって覆われるパイプの最終部分、または最終部分（３、４）へと挿入される少なくとも１つの連結要素（３、４）が、パイプの内部に面する端部に、隣接する部分領域よりも剛性が低い領域（１８、１９）を備えて具現化される。この剛性が低い領域（１８、１９、３０）は、内周に少なくとも１つのくぼみまたは凹所（２０、２１、２１’、３１）を備えて具現化され、これにより、たとえ力がパイプ接続部に偏心して作用する場合において、互いに接続されるべきパイプが互いに対してチルチングまたは傾斜した場合でも、パイプを傷つけることがないように保証できる。

Description

本発明は、第１のパイプと第２のパイプとの間のパイプ接続部であって、一方のパイプの端部が他方のパイプの端部によって覆われ、かつ／またはパイプの互いに面する端部へと連結要素がそれぞれ挿入され、パイプを、特には互いに着脱可能に接続でき、好ましくは互いにねじ込むことができ、他方のパイプによって覆われるパイプの端部、および／またはパイプの端部に挿入される少なくとも１つの連結要素が、パイプの内部に面する端部に、隣接の部分領域に比べて強度の弱い領域を備えて形成されているパイプ接続部に関する。

第１のパイプと第２のパイプとの間に設けられるパイプ接続部の文脈において、さまざまな実施形態が知られており、例えば、パイプの端部が該端部と接続相手のパイプの端部へと、該端部によって覆われるように進められ、そのうえで接続部が、パイプの間に設けられる。着脱可能な接続の場合には、例えば適切なねじ山を使用するねじ接続部が設けられる。あるいは、接続しようとするパイプを接着、溶接、または他の方法で連結することも可能であり、このような接続は、通常は破壊することなく分離させることができない。さらに、互いに接続されるべきパイプまたはパイプ要素の端部に、連結要素を挿入することが知られている。連結要素が互いに接続されるようになっており、そこでは、例えばねじ接続部またはバヨネット式の留め金によって、やはり着脱可能な接続部が実現される。

岩または土壌物質にトンネルまたは一般的な通路を建設するための支えまたはパイプシールドを製造するとき、そのような支えまたはパイプシールドのそれぞれが、通常は、所定の長さにわたって穴を開けることによって製造され、そのような支えまたはパイプシールド要素について、場合によっては大きな長さを得て、適切に保持するために、適切な長さのパイプが設けられる。さらに、このような支えまたはパイプシールドを製造するとき、例えば土壌または岩物質の相違に起因して、個々の土壌または岩層の間にずれが部分的に生じる可能性があり、支えまたはパイプシールドの要素に、そのようなパイプ状の要素の長手方向の延伸に対して横または斜めに、応力またはひずみを生じさせる可能性があると考えられる。パイプ状の要素の長手方向の延伸または軸に対して斜めまたは横に生じるこのような応力が、隣り合うパイプまたはパイプ要素の接続部の領域において生じると、特には接続されるべく互いに係合させられ、あるいは、重ね合わせられているパイプまたはパイプ要素の端部が互いに直接接触している部分において、内側に位置している一方のパイプの場合によっては縁の鋭い端部が、周囲を囲んでいる他方のパイプの端部を傷つけ、最終的には破壊してしまい、結果としてパイプ状の要素の全体の所望の完全性が、この接続部の領域においてもはやもたらされず、あるいは損なわれる可能性がある。これにより、複数のパイプまたはパイプ要素から構成されるこのようなパイプ状の要素が、支えまたはパイプシールドの要素として使用される場合に、達成されるべき保護が直接的な影響を受け、あるいはもはやもたらされなくなる。

冒頭で定義した種類のパイプ接続部から出発して、本発明は、そのようなパイプ接続部を、接続部の完全性、特には相手方である他方のパイプを覆う端部のジャケット領域の完全性が、偏心の応力またはひずみが第１のパイプと第２のパイプとの間のパイプ接続部の長手軸に対して横または斜めに作用する場合であっても保証される程度まで、さらに発展させることを目的とする。

これらの目的を達成するために、冒頭で定義した種類のパイプ接続部が、本質的には、強度の弱い領域が、内周の少なくとも１つのくぼみまたは凹所によって形成されていることを特徴とする。本発明によれば、接続相手のパイプへと進入する端部、または互いに接続されようとする２つのパイプの間に挿入される連結要素の少なくとも１つの端部が、隣接する部分領域に比べて強度の弱い領域を、くぼみまたは凹所の形態で備えつつ形成されるため、第１のパイプと第２のパイプとの間のパイプ接続部の領域に偏心の応力が作用して、内側に位置する端部と外側に位置する覆われる端部のジャケット領域との間に接触が生じる場合でも、この領域における接続部の完全性が維持され、特には周囲を囲んでいる端部または周囲を囲んでいる端部のジャケット領域の破壊または損傷が回避される。力または応力がパイプ接続部の長手軸に対して横または斜めに作用または延伸して、結果として隣り合うパイプまたはパイプ要素にチルチングまたは傾きが生じた場合に、内側に位置する端部が周囲を囲んでいる端部に接触するが、パイプの内部へと向いている強度の弱い領域ゆえに、この強度の弱い領域が相応に変形可能であることで、周囲を囲んでいるパイプの端部またはジャケット領域が無傷のままであるように保証される。上記の弱い強度をもたらしている少なくとも１つのくぼみまたは凹所は、きわめて簡単かつ確実なやり方で製造することが可能である。

好ましい実施形態によれば、強度の弱い領域を、材料の厚さが減じられた領域として実現することが提案され、簡単化された製造によってパイプ接続部の完全性が保たれる。

内側に位置する端部の強度の弱い領域が、周囲に位置する端部またはジャケット領域へと食い込むことがないよう、さらなる好ましい実施形態によれば、強度の弱い領域を、外表面に自由端に向かう丸みを有するように設計することが提案される。このような自由端の丸みは、製造が容易であり、周囲を囲んでいる端部の内周への損傷を安全に回避できるようにする。

製造を可能な限り簡単に保ち、それによって製造コストを低く保つことによって、接続されるべきパイプまたは接続されるべきパイプのそれぞれの端部に挿入されるべき連結要素の一定の材料の断面において、パイプの内部に面する端部または端末部分に強度の弱い領域を設けるため、本発明によるパイプ接続部のさらなる好ましい実施形態によれば、強度の弱い領域の内周に、複数のくぼみまたは凹所を設けることがさらに提案される。

偏心の力、またはパイプ接続部の長手方向に対して斜めまたは横に延伸または作用する力が、パイプ接続部の領域において生じる場合、隣り合うパイプまたはパイプ要素がチルチングさせられるときに、受け入れられる端部の自由端が整列位置から最も離れるように変形すると考えられる。簡単な手段によって最も外側の端部に相応に弱い強度を与え、あるいは特には一様または着実に変化する強度を与えるために、さらなる好ましい実施形態によれば、複数のくぼみまたは凹所を設けて、それらの幅および／または深さを、強度の弱い領域の自由端へと向かう方向において増加させることが考えられる。本発明によれば、設けられるくぼみまたは凹所の幅および／または深さが、強度の弱い領域の自由端へと向かうにつれて大きくなることで、周囲を囲んでいるパイプへと最も深く挿入される部分領域が、相応に最も小さい強度を備えて形成されるように保証される。

内側に受け入れられる端部の自由端の方向において相応の強度低下の推移を達成するために、さらなる好ましい実施形態によれば、隣り合うくぼみまたは凹所の間の距離を、強度の弱い領域の端部へと向かう方向において減少させることが提案される。

すでに上述したように、第１のパイプと第２のパイプとを直接接続することが可能であり、その場合には、接続されるべきパイプの端部が、一方の端部が接続されるべき他方のパイプの端部によって覆われるように保証するため、相応に異なって設計されなければならない。特に、隣り合う端部または接続されるべき端部について種々の実施形態を考慮に入れる必要をなくし、接続されるべき個々のパイプまたはパイプ要素の簡単な製造を可能にするという観点から、接続されるべきパイプの端部に連結要素をそれぞれ挿入することが知られており、そのような連結要素が、相応に短い長さを有し、隣り合うパイプの簡単かつ確実な接続を可能にする。この文脈において、本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、それぞれ接続されるべきパイプのそれぞれの端部へと挿入可能である連結要素を、固定用の要素（特には、雌ねじおよび対をなす雄ねじ）をパイプからそれぞれ突出している端部に備えるスリーブ要素で構成することが提案される。このようなスリーブ要素は、簡単に製造できるだけでなく、接続されるべきパイプまたはパイプ要素、特には、きわめて長いパイプまたはパイプ要素を、相応に薄肉の形態に設計できるようにする。なぜならば、隣り合うパイプまたはパイプ要素を適切に接続するために、別に材料断面を大きくしなくてもよいためである。さらに、すでに上述したように、互いに接続されるべき個々のパイプ要素の製造の簡略化が実現可能である。なぜならば、接続されるべき端部の適切な接続のために必要な重なり合いを保証するために、一致する端部をもたらすべく端部に何らかの手段を取り入れる必要がないためである。

さらに、連結要素を特に簡単かつ確実に固定するために、スリーブ要素にそれぞれ、特には全周にわたって延びてスリーブ要素のそれぞれのパイプへの挿入深さを制限するストッパを備えることが提案され、このスリーブ要素を、ストッパの領域において、特には全周にわたって延びる溶接部によってパイプに接続することが可能である。

すでに上述したように、このようなパイプ接続部は、大きくかつ特には偏心した応力にさらされる可能性があり、したがって、連結要素の個々のパイプまたはパイプ要素への固定の安全性を向上させるために、本発明によるパイプ接続部のさらなる好ましい実施形態によれば、突破口または通過穴を、パイプの端部からの或る距離に、外周を巡って分布した形態で設け、挿入されたスリーブ要素とのさらなる溶接部を、突破口または通過穴を貫いて形成することがさらに提案される。

以下で、本発明を、添付の図面に概略的に示されている例示的な実施形態によって、さらに詳しく説明する。

図１は、参照符号２によって指し示されているパイプに接続されるべき第１のパイプ１を示している。パイプ１をパイプ２に接続するために、それぞれスリーブ要素３または４から構成される連結要素が、それぞれのパイプ１または２へとそれぞれ挿入され、上記スリーブ要素または連結要素３および４を、それぞれ参照符号５および６によって概略的に示されているねじ接続部によって、互いに接続することが可能である。

連結要素またはスリーブ要素３および４のそれぞれが、それぞれパイプ１および２の最終部または端部に挿入され、スリーブ要素または連結要素３および４の挿入の動きを制限するために、ストッパ７または８が、それぞれの連結要素３または４の外周に設けられている。ストッパ７および８の領域において、それぞれ参照符号９および１０によって概略的に示されている溶接部が、それぞれに挿入されたスリーブ要素または連結要素３および４との間に、パイプ１および２のそれぞれの自由端の外周に沿って形成されている。

さらに、スリーブ要素または連結要素３および４のパイプ１および２のうちの該当する一方への固定を助けるために、開口または穴１３および１４が、それぞれの自由端１１または１２から離間した関係にて、パイプ１および２に設けられている。これらの開口または穴を介して、パイプ１および２とそれぞれに挿入されたスリーブ要素３および４との間のさらなる接続が、それぞれ参照符号１５および１６によって概略的に示されている溶接部によって形成されている。

パイプ１および２の長手軸１７を横切る力、またはパイプ１および２の長手軸１７に直交する力の作用のもとで、パイプ１および２が互いにチルチングまたは傾斜するときに、スリーブ要素３および４の覆われている端部がパイプ１および２のジャケットを傷めることがないよう、それぞれのスリーブ要素３および４の端部１８および１９は、パイプの内部に面するそれぞれの端部に、剛性または強度の低い領域を備えて形成されている。図１に示した実施形態においては、以降の図を参照してさらに詳しく説明されるとおり、上記の低い強度を得るために、少なくとも１つ（特には、複数）のくぼみまたは凹所２０および２１が、それぞれ設けられている。

図２は、スリーブ要素４を拡大して示しており、スリーブ要素３（図示せず）との接続のための雌ねじが、やはり参照符号５によって指し示されている。図２から明らかであるとおり、スリーブ要素４の端部１９に、それぞれがスリーブ要素４の内周の全体にわたって延びている複数のくぼみまたは凹所２１が設けられており、それぞれの凹所またはくぼみ２１の幅が、自由端２２の方向に大きくなっている。これにより、チルチングまたは傾斜の際に、端部１９の変形が自由端２２へと向かう方向においてますます容易になるよう、端部１９の強度または剛性が、自由端２２へと向かう方向において徐々に減少するように保証されている。さらに、端部１９の外周面に丸み２３が設けられていることが、図２から明らかである。

さらに、図２は、スリーブ要素４のパイプ要素２（図示せず）への挿入の動きの範囲を定めるストッパ８を示している。

図３に示したスリーブ要素４’の一部変更の実施形態から、参照符号２１’によって指し示されているくぼみが同一の幅を有する一方で、それらの深さが自由端２２へと向かう方向において増加しており、パイプ２（詳しくは示されていない）の内側ジャケットの損傷を防止するために、図２による実施形態と同様の形式で、自由端を有する端部１９の強度が徐々に減少して、端部１９が自由端２２へと向かう方向において変形容易性を増すように保証されていることが、明らかである。

図４による概略図から、パイプ２４が、第２のパイプ２５に直接接続されており、互いに接続されるべきパイプ２４および２５のそれぞれの端部２６および２７が、端部２６を端部２７によって覆うべく互いに一致するように相応に設計されていることが明らかである。２つのパイプ２４および２５を着脱可能に接続するために、ねじ込み可能なねじ接続部２８が、やはり図４にも示されている。

図４に示した実施形態においては、外側に位置しているパイプ２５の端部２７が、チルチングまたは傾斜の際に、長手軸２９に対して斜めまたは横に広がる力の作用のもとで、内側に位置している端部２６によって傷つけられることがないようにするため、図４に示した実施形態においても、パイプの内部に面するパイプ２４の端部３０が、弱い強度にて形成されている。先の実施形態と同様の形式で、やはり複数のくぼみまたは凹所３１が、上記の弱い強度を得るために示されている。これらの凹所またはくぼみ３１は、先の実施形態と同様の形式で、異なる深さおよび／または幅を有することができ、あるいは互いからの距離が異なるように配置することさえ可能である。さらに、丸められた外側端部３２が、図４に示した実施形態においても設けられている。

強度の低い領域を得るために、くぼみまたは凹所２０および２１または３１を備える構成する代わりに、あるいは例えば端部２３または３２に丸みまたは面取りを設けることによって達成できるとおり材料の厚さを減らしたりすることによって、パイプの内部に面する端部の強度の低減を、これらの部分領域に適切な材料の処理を施して結果として低い強度をもたらすことで、達成することができる。

図４に示した実施形態においては、パイプ２４および２５のそれぞれの端部を、直接の接続を可能にすべく対をなす端部２６および２７をそれぞれ備えるように設計しなければならないが、製造および挿入が簡単である連結要素またはスリーブ要素３および４を接続のために設け、これらの連結要素またはスリーブ要素を特にはねじ山の領域に適切な材料の厚さをもたらすためにも利用可能であることで、製造が簡単であって全長にわたって一様な材料の断面を有するパイプまたはパイプ要素１および２で事足りることが、図１に示した実施形態から明らかである。そのような隣接のパイプまたはパイプ要素１および２は、製造が容易なだけでなく、端部に安全な接続をもたらすために成形の追加または材料の断面の追加を考慮する必要がないなめ、通常はより小さな材料の断面を可能にする。したがって、特には長さのより長いパイプまたはパイプ要素において、より少ない材料の投入およびより小さな重量で実現が可能である。

本発明によるパイプ接続部の第１の実施形態の一部分の概略の断面図である。 図１の構成にしたがってパイプに挿入される連結要素を拡大して示す。 図２と同様の図であり、連結要素の一部変更の実施形態を示す。 本発明によるパイプ接続部の一部変更の実施形態の一部分の概略の断面図であり、第１および第２のパイプが互いに直接接続されている。

Claims (9)

1. 第１のパイプ（１）と第２のパイプ（２）との間のパイプ接続部であって、
   一方のパイプの端部が他方のパイプの端部によって覆われ、かつ／またはパイプ（１、２）の互いに面する端部へと連結要素（３、４）がそれぞれ挿入され、
   パイプが、特には互いに着脱可能に接続可能であり、好ましくは互いにねじ込み可能であり、
   他方のパイプによって覆われたパイプの端部、および／またはパイプ（１、２）の端部に挿入された少なくとも１つの連結要素（３、４）が、パイプの内部に面する端に、隣接の部分領域に比べて強度の弱い領域（１８、１９）を備えて形成されており、
   強度の弱い領域（１８、１９、３０）が、内周に少なくとも１つのくぼみまたは凹所（２０、２１、２１’、３１）を備えて形成されていることを特徴とする、パイプ接続部。
2. 強度の弱い領域（１８、１９、３０）が、材料の厚さが減じられた領域として実現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部。
3. 強度の弱い領域（１８、１９、３０）が、外表面に自由端に向かう丸み（２３、３２）を有するように設計されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のパイプ接続部。
4. 強度の弱い領域（１８、１９、３０）の内周に、複数のくぼみまたは凹所（２０、２１、２１’、３１）が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のパイプ接続部。
5. 複数のくぼみまたは凹所（２０、２１、２１’、３１）が設けられ、それらの幅および／または深さが、強度の弱い領域の自由端へと向かう方向において増加していることを特徴とする、請求項４に記載のパイプ接続部。
6. 隣り合うくぼみまたは凹所（２１’）の間の距離が、強度の弱い領域（１９’）の端へと向かう方向において減少していることを特徴とする、請求項４または５に記載のパイプ接続部。
7. それぞれ接続されるべきパイプ（１、２）のそれぞれの端部へと挿入可能である連結要素（３、４）が、固定用の要素（５、６）、特には雌ねじおよび対をなす雄ねじをパイプ（１、２）からそれぞれ突出している端に備えるスリーブ要素（３、４、４’）から構成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のパイプ接続部。
8. スリーブ要素（３、４、４’）がそれぞれ、特には全周にわたって延びてスリーブ要素（３、４、４’）のそれぞれのパイプ（１、２）への挿入深さを制限するストッパ（７、８）を備え、前記スリーブ要素（３、４、４’）が、ストッパ（７、８）の領域において、特には全周にわたって延びる溶接部（９、１０）によってパイプ（１、２）と接続可能であることを特徴とする、請求項７に記載のパイプ接続部。
9. 突破口または通過穴（１３、１４）が、パイプ（１、２）の端からの或る距離に、外周を巡って分布した形式で設けられ、挿入されたスリーブ要素（３、４）とのさらなる溶接部（１５、１６）が、突破口または通過穴（１３、１４）を貫いて形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載のパイプ接続部。

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