JP6637249B2 - ２つの管の結合のためのネジ結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、フランジ付けされた管端を有する２つの管と、１つのボルトと、１つのネジ付きナットと、１つのスペーサ要素とを含む、２つの管の結合のためのネジ結合装置に関するものである。

上記の種類のネジ結合装置は、文献からも基本的に公知である。特許文献１には、２つの管のフランジ付けされた管端の結合のためのネジ結合装置が示唆されている。この装置は、更にネジ付きナット及びボルトを含んでおり、スペーサ要素が、ネジ付きナットとして形成された結合部材の内部における両管の液密の結合部としての役割を担う。ボルトにより第２の管が締結され、これにより密閉性が保証される。予備取付においては、第１の管及びスペーサ要素は、ネジ付きナットへ挿入され、場合によっては他の場所で行われる取付中に、初めて第２の管に結合される。スペーサ要素が場合によってはあり得る予備取付と取付の間の搬送中にネジ付きナットから再び脱落しないよう、上記文献によれば、収容空間内へ延在するネジ付きナットの雌ネジのネジ輪郭部が収容空間において保持される。スペーサ要素は、当該スペーサ要素に設けられた雄ネジによって、上述の雌ネジにもはや係合せずその代わりに収容空間のネジが付けられていない部分へ至るまで、ネジ付きナットの雌ネジに螺合することができる。そこでは、収容空間内へ延在するネジ付きナットの雌ネジによりスペーサ要素が保持され、これにより、取付時の手間が大幅に軽減される。しかしながら、この解決策によれば、スペーサ要素が雄ネジを備える必要があり、このスペーサ要素側における手間が大きくなってしまうという欠点がある。そのほか、スペーサ要素の単なる螺着もある程度の手間の原因となるものである。

特許文献２には、脱落しないように収容空間に保持される、雄ネジを有さないスペーサ要素を製造することが開示されている。このことは、収容空間へ延在する、ネジを有さない収容空間の縁部におけるリングによって達成されており、このリングは、第１の管及びスペーサ要素の挿入後に、軸方向へのかしめによって形成される。長さ方向断面において、かしめることでリングとなることが明らかであり、このリングは、その断面においてほぼ突出部状となっているとともに全体として適切に金銀線細工状に形成されている。このようなリングを形成するために、かしめ工具の非常に正確な調整が必要であり、これによりここでも手間がかかるものとなってしまう。かしめ工具の調整時にわずかに注意を怠るだけで、取り壊すべき、あるいは欠陥のあるリング部分となってしまい、これにより、ここでも大きな欠陥率となってしまう。

欧州特許出願公開第２６４２１７２号明細書 独国特許発明第１０１０７２４６号明細書

したがって、本発明の技術的な課題は、信頼性を有する取付性に加えて簡易な製造性により傑出した上述の種類のネジ結合装置を提供することにある。

この技術的な課題の解決のために、本発明は、２つの管の結合のためのネジ結合装置であって、フランジ付けされた管端を有する２つの管と、１つのボルトと、１つのネジ付きナットと、１つのスペーサ要素とを含み、ネジ付きナットが収容空間を含み、スペーサ要素が脱落不能に収容空間内に収容されており、スペーサ要素が第１の管を脱落不能にネジ付きナット内において保持しており、第２の管がボルトによってネジ付きナットにおいて固定可能であり、スペーサ要素の外面部が少なくとも１つの部分にわたって円筒状に形成されており、スペーサ要素が第１の端面側及び第２の端面側を備えている、前記ネジ結合装置を示唆しており、このネジ結合装置は、スペーサ要素に第１の突起部が設けられており、該第１の突起部が、脱落不能な収容のために収容空間の範囲でネジ付きナットに係合することを特徴としている。

「フランジ付けされた」という表現は、原動機付き車両の分野における通常の規格に適合するフランジ形状を意味する。これには、Ｆ型フランジ及びＥ型フランジが含まれる。

「脱落不能」という概念は、あらかじめ取り付けられたスペーサ要素の取外しのために、人間の手によって提供される力を超える力を用いる必要があることを意味する。

「あらかじめ取り付けられた」という表現は、ボルトがネジ付きナットに螺合していないか、又はボルトがネジ付きナットに単に部分的にのみ螺合していることを意味する。あらかじめ取り付けられた状態においては、特に好ましくは、第２のフランジへのボルトによる押圧力が作用しない。これに対して、「取り付けられた」は、押圧力によって、第２のフランジが液密にスペーサ要素に押圧されているとともに、このスペーサ要素が液密に第１のフランジへ押圧されていることを意味する。したがって、取り付けられた状態においては、流体が液密に管を通って流れる。流体としては、例えばブレーキフルード又は燃料が考慮の対象である。

収容空間が円筒状に形成されていることは、本発明の範囲内である。収容空間に合わせて、スペーサ要素も少なくとも１つの部分を越えて円筒状に形成されている。これにより、スペーサ要素も円筒状に形成された外面部を備えており、この外面部は、第１及び第２の端面側によって画成される。本発明における「円筒状」は、六角形以上の角を有する多角形も含むものである。スペーサ要素の端面側は、管端のフランジに対して相補的に形成されている。少なくとも１つの端面側をＦ型フランジのための収容部として設定することが望ましい。好ましくは、両端面側がＦ型フランジの収容のために設定されている。

「突起部」という表現は、上述のように形成されたスペーサ要素の一部が突出している、すなわち上述の形状とは十分異なり、この部分が外方へ突き出ていることを意味する。スペーサ要素及び１つ又は複数の突起部は、対になった一部材の要素として形成されてもよい。しかし、この要素は、二部材又は複数部材に形成されることも可能である。

「係合」という概念は、ネジ付きナットからのスペーサ要素の脱落を防止するように第１の突起部及びネジ付きナットが相互作用することを意味している。このとき、基準の大きさは、人間の手による力作用である。また、「係合」という表現により、係合によりスペーサ要素の脱落不能な収容が達成されることを暗に含むものである。嵌合は、更に実行すべき取付に基づき好都合ではないとともに、予備取付位において大きな手間のかかる溶着式の結合（例えば接着）も同様に重要でない。

第１の突起部がスペーサ要素を少なくとも部分的に包囲することが本発明の範囲内にある。好ましくは、第１の突起部は、円筒状に形成された外面部の周囲に沿ってスペーサ要素を包囲している。第１の突起部がスペーサ要素を完全に包囲している場合には、この第１の突起部はリングを形成している。しかし、この突起部は、単に部分的にのみスペーサ要素を包囲し、例えば２つの切り込み部を有する２つの半リング状の突起部をその間に備えることが可能である。しかし、これら切り込み部は、かなり大きな角度を包含することができ、そのため、個々の突出部又は１つのみの突出部が本発明の範囲における突起部の可能な限り最小の型押し部として存在する。

好ましくは、第１の突起部は、スペーサ要素の円筒状に形成された外面部に隣接する。したがって、第１の突起部は、両軸方向においてスペーサ要素の円筒状に形成された外面部に隣接する。しかし、第１の突起部が単に１つの軸方向においてスペーサ要素の円筒状に形成された外面部に隣接しても、本発明の範囲内である。

望ましい実施形態においては、第１の突起部は、第１の端面側に隣接する。特に好ましい実施形態によれば、第１の突起部は、第１の端面側及びスペーサ要素の円筒状に形成された外面部に隣接する。したがって、第１の突起部は、円筒状に形成された外面部を第１の端面側から分離するものである。別の好ましい実施形態によれば、第１の突起部の第１の側面部がスペーサ要素の第１の端面側と面一となっている。第１の側面部は、ネジ結合装置の長手断面において、ネジ結合装置の軸線に対して垂直に形成され得る。さらに、側面部が、軸線に対して垂直な状態になく、例えばＦ型フランジの場合にスペーサ要素の円すい角を延長するときも、本発明の範囲内である。

好ましくは、第１の突起部は、半径方向へ突出する。ここで、「半径」という概念は、ネジ結合装置の軸線に関するものであり、この軸線は、特に両管の軸線も意味するものである。したがって、径方向の突起部は、スペーサ要素からネジ付きナットの方向へ延在する突起部に相当する。このとき、突起部の壁部は、径方向の構成要素のほかに、軸方向の構成要素も備えることが可能である。加えて、「突起部」という表現は、突起部の壁部が円筒状に形成された外面部に関してエッジ部を形成しなければならないと解釈されるべきではない。むしろ、突起部の壁部から円筒状に形成された外面部への移行部はなだらかであり得る。

第１の突起部が、該第１の突起部の範囲におけるスペーサ要素の半径の１〜２０％、好ましくは３〜１５％、特に好ましくは６〜１０％に相当する高さを有していることは、本発明の範囲内である。ここで、この高さは、一方で円筒状に形成された外面部の半径と第１の突起部の範囲における半径の間の差に関係するものである。第１の突起部の範囲における半径は、この範囲において最大の半径である。別の実施形態では、第１の突起部の高さは、第１の突起部の範囲におけるスペーサ要素の半径の５〜１２％あるいは７〜９％に設定されている。第１の突起部の高さの公差は、±０．０１〜０．２ｍｍにあり、好ましくは±０．０２〜０．１ｍｍにある。

第１の突起部が、スペーサ要素の全幅の５〜５０％、好ましくは１０〜４０％、特に好ましくは１５〜３０％に相当する幅を有していることは、本発明の範囲内である。第１の突起部の幅の公差は、±０．０２〜０．４ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍにある。

別の実施形態によれば、スペーサ要素は第２の突起部を備えており、該突起部が前記第１の突起部と共に少なくとも部分的に１つの溝を形成している。望ましくは、第２の突起部が少なくとも１つの好ましい特徴に従い第１の突起部に相当する。好ましくは、両突起部は、円筒状に形成された外面部の周囲に沿ってスペーサ要素を包囲する。両突起部が互いに並行に延びていることが好ましい。さらに、第２の突起部がスペーサ要素を部分的にのみ包囲する場合も本発明の範囲内である。第２の突起部は、極端な場合には点状に形成された１つのみの突出部を包含することが可能である。第２の突起部がスペーサ要素の円筒状に形成された外面部に隣接することは、本発明の範囲内である。好ましくは、第２の突起部は、第２の端面側に隣接する。別の一実施形態によれば、第２の突起部の第２の側面部がスペーサ要素の第２の端面側と面一となっている。

好ましい一実施形態によれば、ネジ付きナットが、収容空間の範囲において、内方へ突出する少なくとも１つの突出部、好ましくは内方へ突出する３つの突出部を備えている。したがって、１つの突出部あるいは複数の突出部は、スペーサ要素の方向へ収容空間内へ突出する。ネジ付きナットが、２つ，４つ，５つ又は６つの突出部を含むことは、本発明の範囲内である。別の一実施形態によれば、ネジ付きナットが多数の突出部を備えており、これら突出部は、その多数に基づき、互いの中へ移行し、１つのリングを形成する。

好ましくは、１つあるいは３つの突出部には、ネジ付きナットの外側においてそれぞれ１つの凹部が割り当てられている。これは、型押しによって達成され得る。

好ましい実施形態によれば、ネジ付きナットは、収容空間の範囲において少なくとも部分的に少なくとも四角状の、少なくとも４つの平坦な部分面を有する外側部を備えている。好ましくは、ネジ付きナットの外側部は、六角形状であるとともに、６つの平坦な部分面を備えている。さらに、八角形状又は十角形状の外側部も本発明の範囲内である。これは、適宜の多数の平坦な部分面を有するネジ付きナットまで当てはまるものであり、このことは、円筒状の外側部に相当する。

好ましくは、少なくとも１つの、好ましくは３つの凹部が１つのあるいは３つの平坦な部分面に割り当てられている。好ましくは、各部分面が１つの凹部を備えている。特に好ましくは、６つの部分面の交互にそれぞれ第２のものが１つの凹部を備えている。別の一実施形態によれば、３つの突出部が、９０〜１５０°、好ましくは１００〜１４０°、特に好ましくは１１０〜１３０°、更に好ましくは１１５〜１２５°の角度でネジ付きナットの周囲に沿って配置されている。

技術的な問題の解決のために、本発明は、本発明に基づくネジ結合装置による２つの管の結合のための方法であって、このネジ結合装置が、フランジ付けされた管端を有する２つの管と、１つのボルトと、１つのネジ付きナットと、１つのスペーサ要素とを含み、ネジ付きナットが収容空間を含み、スペーサ要素の外面部が少なくとも１つの部分を越えて円筒状に形成されており、スペーサ要素が第１の端面側及び第２の端面側を備えており、スペーサ要素には第１の突起部が配置され、フランジ付けされた管端を有する第１の管がネジ付きナットへ挿入され、つづいて、スペーサ要素がネジ付きナットへ挿入され、その後、ネジ付きナットが力を加えることで径方向内方へ収容空間の範囲でかしめられ、その結果、スペーサ要素が、第１の突起部により、収容空間の範囲で、脱落不能な収容のためにネジ付きナットに係合され、第２の管がボルトによってネジ付きナットで固定され、その結果、両管の間の液密な結合が形成される。

本発明は、本発明によるネジ結合装置が容易な取付性及び同時に製造時のわずかな手間によって傑出しているという認識に基づくものである。本発明によれば、スペーサ要素が予備取付の状態においても信頼性をもって収容空間内に保持されることが保証される。例えば搬送中のスペーサ要素の脱落は回避されており、これにより、取付時の手間が大幅に低減される。ネジ付きナットの部分面の型押しによって、特に迅速かつ容易にスペーサ要素の非脱落性を保証することが可能である。これにより、単価が、直接的にも、また欠陥率によって間接的にも低減される。これにより、欠陥商品が低減される。

以下に、２つの実施例を示す図面に基づき、本発明を詳細に説明する。

取り付けられた状態における本発明によるネジ結合装置の長手断面図である。 図１に基づく本発明によるネジ結合装置の断面図である。 図１Ａ及び図１Ｂに基づく本発明によるスペーサ要素の概略的なサイズを示す図である。 予備取付された状態における本発明による第２のネジ結合装置の長手断面図である。 図２に基づく本発明によるネジ結合装置の側面図及び正面図である。

図１Ａにはネジ結合装置が示されており、このネジ結合装置は、フランジ付けされた管端３，４を有する２つの管１，２と、ボルト５と、ネジ付きナット６と、スペーサ要素７とを含んでいる。フランジ付けされた管端３，４は、Ｆ型フランジとして形成されている。スペーサ要素７はその端面側１０，１１においてそれぞれ１つの内方へ向いた円すい状のシール面を備えており、このシール面は、Ｆ型フランジの円すい状の面へ押し付けられている。この押付けはボルト５によって達成され、このボルトは、ネジ付きナット６の雌ネジに螺合するとともに、管２をスペーサ要素７に対して押圧するものである。この押圧によって、液密の結合が得られる。

ここでは不図示のあらかじめ取り付けられた状態では、単に管１及びスペーサ要素７がネジ付きナット６の収容空間８の内部に存在する。スペーサ要素７における突起部１２と、ネジ付きナット６の３つの突出部１７（図１Ｂ参照）とが、互いに係合し、スペーサ要素７の脱落を阻止し、その結果、管１の脱落も阻止している。

図１Ａ及び特に図１Ｂから分かるように、各突出部１７には凹部１８が割り当てられている。これら凹部は、型押しによって、すなわちネジ付きナットへ向けた径方向外方への力の作用によって形成される。突出部１７及び凹部１８は、ネジ付きナット６の２つの部分面１９ごとに交互に割り当てられている。特に６つの平坦な部分面１９により、ネジ結合装置の容易な操作が可能である。

図１Ｃからスペーサ要素７の概略的な寸法が見て取れる。第１の突起部１２が第１の側面部１３を備えており、この側面部は、スペーサ要素７の端面側１０の壁部と面一となっている。ここで、第１の突起部１２の高さｈは、第１の突起部１２の径方向の最大の長さと円筒状に形成された外面部９の範囲におけるスペーサ要素７の半径ｒの差に相当する。本実施例においては、この高さｈは、０．０２５ｍｍの公差において０．３５ｍｍである。円筒状に形成された外面部９の範囲における半径は、０．０２５ｍｍの公差において４．０ｍｍである。第１の突起部１２の幅ｂは、０．１ｍｍの公差において１．０ｍｍである。スペーサ要素７の幅Ｂは、０．２ｍｍの公差において５．０ｍｍに相当する。

図２Ａ及び図２Ｂには本発明による第２のネジ結合装置が具体的に示されており、このネジ結合装置は、本質的に、スペーサ要素７が第２の側面部１６を有する第２の突起部１４を備えている点で本発明による第１のネジ結合装置と異なっている。ここで、第１の突起部１２及び第２の突起部１４は、突出部１７が係合する溝１５を形成している。

Claims (13)

1. ２つの管（１，２）の結合のためのネジ結合装置であって、フランジ付けされた管端（３，４）を有する２つの前記管（１，２）と、１つのボルト（５）と、１つのネジ付きナット（６）と、１つのスペーサ要素（７）とを含み、前記ネジ付きナット（６）が収容空間（８）を含み、前記スペーサ要素（７）が脱落不能に前記収容空間（８）内に収容されており、前記スペーサ要素（７）が第１の管（１）を脱落不能に前記ネジ付きナット（６）内において保持しており、第２の管（２）が前記ボルト（５）によって前記ネジ付きナット（６）において固定可能であり、前記スペーサ要素（７）が第１の端面側（１０）及び第２の端面側（１１）を備えている、前記ネジ結合装置において、
   前記スペーサ要素（７）に第１の突起部（１２）が設けられており、該第１の突起部が、脱落不能な収容のために前記収容空間（８）の範囲で前記ネジ付きナット（６）に係合し、前記スペーサ要素（７）の外面部（９）が少なくとも１つの部分にわたって円筒状に形成されていること、及び前記ネジ付きナット（６）が、前記収容空間（８）の範囲において、内方へ突出する少なくとも１つの突出部（１７）を備えており、凹部（１８）が、前記ネジ付きナット（６）の外側において前記突出部（１７）に割り当てられており、前記凹部（１８）が、型押しによって形成されていることを特徴とするネジ結合装置。
2. 前記第１の突起部（１２）が前記スペーサ要素（７）を少なくとも部分的に包囲していることを特徴とする請求項１記載のネジ結合装置。
3. 前記第１の突起部（１２）が、前記スペーサ要素の円筒状に形成された前記外面部（９）に隣接していることを特徴とする請求項１又は２記載のネジ結合装置。
4. 前記第１の突起部（１２）が前記第１の端面側（１０）に隣接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
5. 前記第１の突起部（１２）が径方向へ突出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
6. 前記第１の突起部（１２）の第１の側面部（１３）が前記スペーサ要素（７）の前記第１の端面側（１０）と面一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
7. 前記第１の突起部（１２）が、該第１の突起部（１２）の範囲における前記スペーサ要素（７）の半径（Ｒ）の１〜２０％、好ましくは３〜１５％、特に好ましくは６〜１０％に相当する高さ（ｈ）を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
8. 前記第１の突起部（１２）が、前記スペーサ要素（７）の全幅（Ｂ）の５〜５０％、好ましくは１０〜４０％、特に好ましくは１５〜３０％に相当する幅（ｂ）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
9. 前記スペーサ要素（７）が第２の突起部（１４）を備えており、該第２の突起部が前記第１の突起部（１２）と共に少なくとも部分的に１つの溝（１５）を形成していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
10. 前記第２の突起部（１４）が第２の側面部（１６）を備えており、該第２の側面部が前記第２の端面側（１１）と面一となっていることを特徴とする請求項９記載のネジ結合装置。
11. 前記ネジ付きナット（６）が、前記収容空間（８）の範囲において少なくとも部分的に、少なくとも４つの平坦な部分面（１９）を有する四角状の外側部を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のネジ結合装置。
12. 少なくとも１つの、好ましくは３つの前記凹部（１８）が１つのあるいは３つの平坦な前記部分面（１９）に割り当てられており、特に好ましくは、６つの部分面（１９）のうち１つおきに１つの前記凹部（１８）を備えていることを特徴とする請求項１１記載のネジ結合装置。
13. 前記ネジ付きナット（６）が、前記収容空間（８）の範囲において、内方へ突出する３つの突出部（１７）を備えており、前記３つの突出部（１７）が、９０〜１５０°、好ましくは１００〜１４０°、特に好ましくは１１０〜１３０°の角度で好ましくは前記ネジ付きナット（６）の周囲に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のネジ結合装置。

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