JPS60245891A - スラスト力から保護した密閉プラスチツク管ソケツト結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、一方の管部の滑らかな円筒形差込み端部が、
わずかな遊びを含み他方の管部のソケット端部内に収容
され、このソケット端部が、はぼ直角３斬形の形の断面
を有しかつ管軸線の方へ開いた円周波形部を有し、この
３角形の長い方の辺が、ソケット端部に向って管軸線に
近付いており、かつパツキンリングとスラスト防止部が
円周波形部内に挿入可能であり、その際スラスト防止部
が、（さび形断面を有するリング状スラスト防止素子を
有し、このスラスト防止素子の外方に向いた周面が、管
軸線に対して円周波形部の長い方の３角形１辺に対応し
た傾斜を有し、かつこの長い方の３角形辺上で摺動する
、スラスト力から保護した密閉プラスチック管ソケット
結合装置に関する。

従来技術 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２８５４８６８号明細
書によれば、組合わせパツキンおよびスラスト防止リン
グを備えたソケット結合が公知である。

パツキンリングには、グラスチック製クランプ片の形で
周方向間隔を置いて配置されたり゛ランプ素子が設けら
れている。それぞれのクランプ片は、周方向に見た場合
くさび形断面を有する。部分円筒形の内面においてクラ
ンプ片は、さらに硬い材料の粒子から成る固定の被覆を
有することができる。

その他のクランプ装置は、ドイツ連邦共和国特許第１２
３５６９１号明細書から公知である。このようなりラン
プ装置では、長い間にはプラスチック管によりスラスト
防止を行うことができないことは、経験上明らかである
。なぜなら一方においてプラスチック管とクランプリン
グの間の必要な拘束力がなくなり、他方において永続的
な負荷によリブラスチック管経時変形が生じ、それによ
り結合がさらにゆるむからである。多くの研究によって
このことがわかった。

ドイツ連邦共和国特許第１２４９０２８号明細書による
解決策では、成形リングによって互いに共働する管の形
状結合が行われる。ここでは生じるすべての力がせん断
力の形で伝達される。定常的に作用するこのせん断力の
ため、プラスチック管では長期負荷の際同様に経時変形
および割れ目が生じ、それにより信頼できかつ永続的な
スラスト防止は保証されない。

この点においてグラスチック管のスラスト防止は、鋼管
または鋳造管の結合の際のスラスト防止とは著しく異な
った動作布することがわかった。

発明の目的 本発明の課題は、長期負荷の際にも割れ目等と同様にソ
ケット結合の範囲のさ程の残留変形を恐れる必要のない
ように、かつ生じた力を確実かつ管を損傷することなく
このソケット結合部を介して吸収できるように、初めに
述べた。ソケット結合部を改善することにある。

発明の構成 本発明によればこの課題は、次のようにして解決される
。すなわち滑らかな円筒形差込み端部の端面から離れた
ところに円周溝が設けられており、この円周溝は、一方
において管軸線に対してほぼ直角に延びた急な側面およ
び他方において円周波形部の長い方の３角形辺に対向し
かつここに近付く側面によって形成されており、この側
面は、管軸線と共に、円周波形部の長い方の３角形片よ
りも小さな角度を形成しており、また管軸線の方に向い
たスラスト防止素子の断面範囲が、円周溝の側面に対応
して管軸線の方へ傾斜した面によって形成されており、
かつこの断面範囲が円周溝内にはまり込んでいろ。

その際差込み端部の範囲において生じた力が２つの異な
った方法で吸収され、しかも主要部に対しては締付はク
ランプ力で、かつ別のかなりの部分に対しては止め部状
形状結合によって吸収されろことは、特に重要である。

このことは、特許請求の範囲第１項に記載したような特
別の構造処置によって可能になる。

この構成においてかなりの部分に対してスラスト防止は
、ソケットの円周波形部の長い方の傾斜面に関連して、
円周溝の平らな側面と相応したスラスト防止リングとを
介して差込み端部を広範囲に締付けることに−より行わ
れる。その際スラスト防止リングは、完全に円周溝内に
はまり、かつ側面を介してこの円周溝のすべての範囲に
密に接している。スラスト防止リングと円周溝の間で大
きな面積の接触が行われる。それにより差込み端部への
均一な力の導入が保証されろ。しかしこの締付けを介し
て全スラスト力を吸収する必要はな（、むしろ一部の吸
収は、管軸線に対してほぼ垂直な円周溝の面とスラスト
防止リングの面の間の止め作用を介して行われる。さら
にこの止め部状の結合は、差込み端部とソケット端部の
間のそれぞれの相対運動の際スラスト防止リングとソケ
ットの円周波形部の長く延びた３角形辺との間の相対運
、動も生じ、それにより同時にスラスト力の変化に依存
して半径方向締付は力、従って保持力も変化することに
よって、スラスト力が変化した際の規制部をなしている
。

徹底的な研究の結果新規なソケット結合装置は、特に第
４図に示すように差込み端部の問題の長さ範囲に管壁の
断面を厚くした部分を設けると有利であるとわかった。

その際重要なことは、半径方向締付は力によるかなりの
保持力のため、はまり深さが、従って差込み端部におけ
ろ円周溝の深さが比較的わずかでよく、せん断力に大き
な集中が生じて損傷作用を及ぼすこともない。

すでに説明した刊行物に記載された解決策は、それて反
して金属管について以前から周知であったようなもので
ある。ここには、鋼管で評判のよいスラスト防止装置を
転用することにより、当業者がプラスチック管で有効な
スラスト防止装置を形成することを研究したことか示さ
れている、このよ５なスラスト防止装置は、市場では好
評が得られなかった。

滑らかな差込み端部を押込む際、差込み端部の端部は締
付はリングとパツキンリングを通って、耳で確かめなが
ら差込み端部のリング溝内にクランプリングがはまり込
むまで滑り込む。特別なソケット結合装置は、差込み端
部のリング溝内内にクランプリングがはまり込むことに
より、差込み端部とソケット端部の間の一種の形状結合
が行われるようになっている。しかし結合に対するスラ
スト力の防止は、この形状結合だけで行われるわけでは
ない。むしろリング溝内にクランプリングがぴったりと
はまり込むことに関してスラスト防止１、クランプリン
グがソケット端部の円周波形部内で軸線方向に摺動する
ことにより差込み端部に半径方向締付は力を生じ、この
力が結合部に作用力の増加と共に大きくなるようになっ
ている。クランプリングは差込み端部の周面に大きな面
積で接しており、かつ締付は力は、大体において圧縮力
または押圧力として差込み端部の材料に作用するので、
リング溝内へのクランプリングのぴったりしたはまり込
みを介してせん断力成分は制限されている。

それにより管材料はほとんど負荷を受けず、かつそれに
もかかわらず長期負荷に抗する大きなスラスト防止が行
われる。

さらにソケット結合装置は、世界中に普及し大量に使わ
れているソケット構成しすることも考えられる。本発明
により提案した解決策は、まさしくソケットをわずかに
も変形することなく所望のスラスト防止が保証されるの
で特に重要であり、このことは、世界中に経済的に大き
な意味を持つものである。

リング溝によって生じる差込み端部材料の弱体化は、管
内側で壁厚を厚くすることにより補償できろ。差込み端
部がまだ可塑状態にある間にリング溝を刻印することも
できるので、その場合弱体化は生じない。ソケット端部
も、３角形円周波形部の長い方の平たんな辺の範囲にお
いて、壁厚を増すかまたは補強リブ等を取付けることに
よって強化できる。

従って長期負荷の際にも管の冷間変形は確実に防止でき
る。

実施例の説明 本発明の実施例を以下図面によって説明する。

第１図および第２図は、スラスト力から保護した密閉プ
ラスチック管ソケット結合装置を示ずものであり、その
際ソケット端部はＩで、滑らかな差込み端部は２で示し
である。

ソケット端部は、外方へ広げられており、それによりソ
ケット端部に、はぼ３角形の断面を持ち管軸線の方へ開
いた円周波形部４が形成されるようになっている。３角
形はほぼ１つの直角３角形に相当し、その際直角は、丸
められて円周波形部の底に形成されており、短い方の３
角・形辺４ｂはソケット端部の方に向いており、−万ソ
ケットの長い方の辺は、管軸線に対して鋭角をなしてい
る。

円周波形部４内にはパツキンリング５が挿入されている
。このパツキンリングは、図示した実施例において外側
に多）る短い片と内側の長い片を有し、これら両方の片
は、ソケット端部３がら離れた万に向いており、かつベ
ース部分を介して互いに結合されている。ベース部分は
、片よりも硬いゴム等から成っていてもよい。さらに円
周波形部内には、斜めスリットを有するクランプリング
６が挿入されている。クランプリングは３角形断面を有
し、その際３角形の２つの角が、管軸線に対し又はぼ垂
直な面内に配量されている。少なくとも組立てた状態に
おいて半径方向内方に面した３角形辺１３は、管軸線て
対して、外方に面した３角形辺１４よりも小さな角度を
なしている。このことは、第２図てそれぞれ角度１υと
１５で示した通りである。有利な実施例ではクランブリ
ング６を組込んだ状態−で、角【」Ｊ−はほぼ１５°、
一方角度１５はほぼ３０’である。

滑らかな差込み端部２の自由端はガイド傾斜部８を有し
、この傾斜部の角度はほぼ１５°にすると有利である。

差込み端部２には自由端から所定の距離を置いて円周溝
７が加工されている。この溝は、ソケットの開いた側へ
急な側面と反対方向に平たんな側面を有する。急な側面
は、管軸線に対してほぼ垂直に延びており、−万事たん
な側面は、管軸線に対してなるべくほぼ１５°の小さな
角度ななしている。

第４図に示すようにリング溝を加工した差込み端部２２
の長さ範囲は、２７で示すような内側の壁補強部によっ
て強化できる。従ってリング溝によってかつリング溝に
おいてクランブリング２８と共働して生じる切欠き応力
は確実に吸収される。

その代りに３１で示すようなリング溝を、差込み端部の
材料がまだ熱いまたは可塑状態にあるうちに、差込み管
３００臂ニ刻印してもよいので、この場合にはリング溝
は差込み端部の壁を弱めない。

リング溝の急な側面が、例えば第５図による刻印の際に
正確には管軸線に対して垂直な平面内にない場合、クラ
ンプリング３２０３角形断面の相応した角６ａを、第５
図に示すように適当に変形してもよい。

動作の際、例えば差込み端部２に内圧によりスラスト力
１１が作用する。この力は、パツキンリング５を自己密
閉接触させるようになっている。差込み端部２とソケッ
ト端部１の間に軸線方向相対運動が生じると、リング溝
７内へのクランプリング６のぴったりしたはまり込みに
より、クランプリング６はソケット端部１に対して軸線
方向に動かされる。その際クランプリングの角６ｂと６
０の間の３角形辺１４は、円周波形部４の平たんな側面
上で摺動し、それにより差込み端部２の周面におけるク
ランプリングの半径方向締付は力はますます大きくなる
。その際クランプリング６は、ソケットと差込み端部の
間の中間部材として、せん所作用によりこの力の一部を
吸収しかつソケットに伝達する軸線方向止め部のような
作用を有する。

このスラスト力の別の主要な成分は、差込み端部とクラ
ンプリングとソケット端部の間の半径方向締付は作用に
よって吸収される。この関係は、第１図にベクトル３５
　、３６によって略示されている。

クランプリング２は、組込ますかつ応力のない状態では
、第１図の組込み位置に対して周方向に延びた断面中心
のまわりでねじれていてもよいので、この場合、第２図
の端面ば、平らでな（わずかにじょうご形に形成されて
おり、すなわち３角形断面の角６ａは、６ｂよりも低い
ところにある。

それにより差込み端部を押込む際、クランプリングの係
止が容易になる。クランプリングは、硬く調整されたプ
ラスチックから成るが、このプラスチックは十分に弾性
変形可能なので、斜めスリットを有するクランプリング
は、ソケットの円周波形部内に容易に挿入できろ。この
斜めスリットは、第２図に１６で略示されている。クラ
ンプリングの周方向に対してほぼ３０　０角度をなして
延びていると有利である。

ソケット結合装置の確実な機能にとって重要なことは、
リング溝７内へのクランプリング６のぴったりしたはま
り込みには関係なく、゛導管内の内圧が増加した際にパ
ツキンリング５の平らな脚部分が直接かつ密に接して軸
線方向にクランプリング６に作用しかつこのクランプリ
ングを第１図で下方に押すようにし、しかもソケット３
に対して押すようにし、従ってすでにそれによりクラン
プリング６の半径方向締付は力が増加するということに
より、クランプリングのクランプ作用が生じる点にもあ
る。それに対してリング溝７内にクランプリング６がぴ
ったりはまり込むことは、付加的なスラスト防止を表わ
しており、それにより差込み端部２とソケット端部１の
間で軸線方向相対運動を行うようにすると、必然的に半
径方向締付は力がさらに増加する。

゛新規なソケット結合装置は、管素子または弁とプラス
チック導管を結合する周知のようなフランジを他端に有
する管素子に使用してもよい。第３図に示すようにクラ
ンプリングは、滑らかな２つの管端部を互いに突合わせ
て結合するため、パツキンリングと共に同様に使用でき
る。そのため結合ソケツ）２０が使われ、この結合ソケ
ットは、両端部にめねじ区間２１を有し、かつ対向する
２つの滑らかな管端部１８と１９を遊びを持って囲んで
いる。リング空間内にはゆるいパツキンリング２５が挿
入されており、これらパツキンリングは、クランプリン
グ２３の軸線方向に向いた端面に密に支持されており、
他方においてこのクランプリングの半径方向および軸方
向内方にある縁が、管端部の適当なリング溝２４内には
まっている。パツキンリング２５とクランク−リング２
３は、ソケット２υのそれぞれの側でねじリング２２に
よって位置を確保され、これらねじリングは、ソケット
２０のめねじ２１にゆるくねじ込まれる。従ってゆるい
ソケット結合が存在し、この結合は、導管内に内圧が生
じてパツキンリング２５、従ってクランプリング２３に
負荷がかかると、まず部品−間で力の伝達を行う。

この場合ねじリング２２は、ソケット２０と関連して軸
線方向力を吸収するために使われ、すなわち締付はリン
グ２３０台を形成している。第３図からＬＥ）　７）’
＝−なよ−うにこの場合クランブリング２３の断面はク
ランプリング６に対して相違しており、しかも第１図の
ソケット端部３と比較してソケット管２０のその他の構
成に関連して相違している。

第３図に示したものとは別に、ねじリング２２の内側端
面は、軸線方向にかつ外方ヘテーバ状に形成してもよく
、それによりクランプリング２３の適当なテーパ状端面
によりこのクランプリングを差込み端部に接触させて保
持し、かつ係止にとって好都合にし、かつどのような場
合にもリングのはまり込みを保証するようにする。

装置は、スラスト防止素止が独立した複数の部分リング
素子から形成されるよう圧してもよい。

どの部分リング素子も、図示したような断面を有する。

部分リング素子は、接着または加硫によりパツキンリン
グの材料を介して、パツキンリングと共に変形可能なユ
ニットをなす統合リングになるようにまとめられ、この
リングは、弾性変形により容易にソケットの円周波形部
内に挿入できる。

第４図による壁厚補強の代りに、壁厚を一定のままにし
た差込み管を前提とし２、かつ円周溝７を−含む部分の
補強のため滑らかな管端部内に中空円筒補強部材を接着
しまたは溶接してもよい。

必要な場合には、ソケットの危険な範囲を補強してもよ
い。そのためソケットに外部から成形スリーブをかぷぜ
てもよく、例えば接着等を行ってもよく、その際この成
形スリーブは、ソケット端部の自由端面からソケットの
円周波形部の長い方の辺４ａの全長にわたって延びてい
る。

第２図による斜めスリット６００代りに、スラスト防止
リングには半径方向平面内にスリット１６を設けてもよ
い。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明によるソケット結合装置の一部を比較
的大きな寸法で示す断面図、第２図は、ソケット結合装
置の斜めスリットを有するクランプリングの側面および
断面の図、第３図は、突合わせ結合すべき２つの滑らか
な管端部の結合に関する本発明による装置の変形実施例
を示す図、第４図は、差込み端部の変形実施例を示す図
、第５図は、差込み端部の別の変形実施例を示す図であ
る。 ■・・・ソケット端部、２・・・差込み端部、３・・・
ソケット、４・・・円周波形部、７・・・円周溝、８・
・・導入傾斜部、９，１．０・・・角度、１３・・・内
周縁、１４・・・外周面、１５・・・角度、２６・・・
管、２７・・・厚壁部、３０・・・管端部、３１　・リ
ング溝 り７ 特イ許出願人　ゲオルク、ザイゼル 代理人弁理士　１）代　蒸　治

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の管部の滑らかな円筒形差込み端部が、わず
   かな遊びを含み他方の管部のソケット端部内に収容され
   、このソケット端部が、はぼ直角３角形の形の断面を有
   しかつ管軸線の方へ開いた円周波形部を有し、この３角
   形の長い方の辺が、ソケット端部に向って管軸線に近付
   いており、かつパツキンリングとスラスト防止部が円周
   波形部内に挿入可能であり、その際スラスト防止部が、
   くさび形断面を有するリング状スラスト防止素子を有し
   、このスラスト防止素子の外方に向いた周面が、管軸線
   に対して円周波形部の長い方の３角形辺に対応した傾斜
   を有し、かつこの長い方の３角形辺上で摺動する、スラ
   スト力から保護した密閉プラスチック管ソケット結合装
   置において、滑らかな円筒形差込み端部（２）の端面か
   ら離れたところに円周溝（７）が設けられており、この
   円周溝は、一方において管軸線に対し又はぼ直角に延び
   た急な側面および他方において円周波形部（４）の長い
   方の３角形辺（４ａ）に対向しかつここに近付く側面に
   よって形成されており、この側面は、管軸線と共に、円
   周波形部（４）の長い方の３角形片よりも小さな角度を
   形成しており、また管軸線の方に向いたスラスト防止素
   子の断面範囲が、円周溝（７）の側面に対応して管軸線
   の方へ傾斜した面（５ａ、５ｂ。 １３）によって形成されており、かつこの断面範囲が円
   周溝（７）内にはまり込んでいることを特徴とする、ス
   ラスト力から保護した密閉プラスチック管ソケット結合
   装置。
2. （２）円周溝（７）の傾斜のゆるい側面またはこれと共
   働するスラスト防止素子の内周縁（至）と管軸線とのな
   す角度ａＱが、管軸線と円周波形部（４）の長い方の３
   角形辺またはスラスト防止素子の外周面ａ４との間の角
   度（１！１９のほぼ半分の大きさである、特許請求の範
   囲第１項記載の装置。
3. （３）角度がそれぞれ１５°および３０°である、特許
   請求の範囲第２項記載の装置。
4. （４）小さい方の角度αＱが、円筒形差込み端部の端面
   導入傾斜部（８）の角度にほぼ等しい、特許請求の範囲
   第２または３項記載の装置。
5. （５）スラスト防止素子が、３角形断面のスリット付き
   クランプリングを有し、かつ弾性変形を限定して硬く調
   整されたプラスチックから成る、特許請求の範囲第１な
   いし４項の１つに記載の装置。
6. （６）円筒形差込み端部が、円周溝（７）を有する範囲
   （財）において管（ハ）のその他の範囲よりも厚い壁厚
   を有する、特許請求の範囲第１項記載の装置。
7. （７）リング溝０ηが、管材料を可塑状態にして滑らか
   な円筒形管端部（イ）に押込まれている、特許請求の範
   囲第１項記載の装置。
8. （８）スラスト防止素子が、それぞれ３角形断面の互い
   に独立した複数の部分リング素子から成り、これら部分
   リング素子が、パツキンリングの材料と永続的に結合さ
   れ、それにより弾性的にたわむユニットにまとめられて
   いる、特許請求の範囲第１ないし４項の１つに記載の装
   置。
9. （９）円周溝（７）を有する円筒形差込み端部の範囲に
   、中空円筒形補強部が挿入されている、特許請求の範囲
   第１項記載の装量。 ６０円周波形部（４）の長い方の３角形辺（４ａ）まで
   含めた開いた端部の間の範囲において、ソケット端部に
   中空円筒スリーブをかぶせることができる、特許請求の
   範囲第１項記載の装置。