KR100342078B1 - 결합용스프링칼라 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로울업(rolled-up)된 금속스트립(1)으로 제조되고, 스트립 폭의 1/2과 동일한 폭을 갖는 선단부(1a, 1b)를 각각 갖고 상기 선단부는 나란히 위치되어 있으며 칼라로부터 외측방사방향으로 신장되고 중간에는 공구취부 홈부가 구비되어진 탭(2, 3)을 갖는 결합용 스프링 칼라에 있어서, 상기 금속스트립(1)은 호오스(A)에 끼워져 결합된 상태에서 V-형상의 종단면을 갖도록 형성되고 내측 중심부의 지름이 상기 호오스(A)의 외경 보다 작게 형성되며 상기 V-형상의 두가지 사이의 각도는 120∼160°범위이고, 상기 금속스트립(1)의 두께(e)와 V-형상 가지의 길이(L)의 비율은 0.2∼0.5의 범위인 것을 특징으로 하는 결합용 스프링 칼라에 관한 것이다.

Description

결합용 스프링 칼라{Clamping spring collar}

단단한 파이프상에 가요성 호오스를 연결시키기 위한 칼라 및 통상 "스프링 칼라"로 언급되는 칼라는 공지되어 있다. 특히 이들은 프랑스 특허출원 제811968호 및 유럽 특허출원 제0443683호에 공지되어 있다. 상기의 칼라들은 롤업된 금속스트립으로 구성되어 있으며, 스트립의 선단부는 스트립쪽의 1/2과 동일한 폭을 갖고 나란히 위치되어 있다. 또한 각각의 선단부는 칼라로부터 외측 방사방향으로 신장되고 중간에는 공구 취부홈부가 구비되어진 탭을 가지고 있다. 사용되는 금속은 양호한 굴곡강도 뿐만 아니라 강성을 갖는 것에서 선택되거나 용도에 적당한 굴곡강도와 강성을 갖도록 적당히 처리된다. 이러한 칼라는 집게와 같은 공구에 의하여 상기 공구취부홈부를 각각 상대방쪽으로 이동시킴으로서 상기 스프링 칼라를 호스위에 결합할 수 있는 것이다. 상기의 조작은 칼라의 직경을 증가시키게 되며, 이로 인하여 연결된 호오스 또는 다른 물체위에 축방향으로 끼워 결합할 수 있게 된다. 상기 공구 취부홈부에 상대방쪽으로 작용하던 힘이 더 이상 작용하지 않게 되면 칼라에 작용되었던 힘이 제거됨으로서 칼라의 직경은 최초상태로 복원되어 칼라가 호오스를 조이면서 연결된다.

결론적으로 칼라의 결합력은 통상의 상태에서의 칼라직경과 비교하여 칼라직경이 어느 정도로 증가되느냐에 달려 있다. 또한 칼라는 결합될 물체의 직경 변경에 적합하게 하기 위하여 고유의 구조를 탄력적으로 변형시킬 수 있으며 이로 인하여 이론적으로 적당한 결합의 유지가 가능하게 된다. 상기와 같은 성질은 딱딱한 재질의 튜브위에 고무와 같은 가요성 재질의 호오스가 끼워져 결합할 경우 특히 넓은 온도범위의 액체 수송시에 누출방지를 위한 결합이 요구될 경우 특히 중요한 것이다. 상기와 같은 호오스는 늘어나기 쉬운 것으로 알려져 있고 이로 인하여 호오스의 직경 감소시 칼라가 자동적으로 수정되는 것이 바람직하다. 또한 상기의 유럽특허에는 금속스트립의 두께 증가없이 칼라의 견고함과 굴곡강도의 향상에 관한 내용이 기재되어 있고 이를 위하여 칼라의 외표면으로부터 돌출되며 실제적으로 스트립의 원주이상으로 확장되는 가압리브(reinforcing ribs)가 스트립상에 제공된다.그러나 상술한 해결책이 이론적으로는 목적하는 결과를 얻는 것이 가능할지라도 때로는 특히 스트립이 어느 정도의 두께를 갖는 경우에는 비교적 고가이고 제조상에 곤란한 점이 있다는 문제점이 있었다.

또한 칼라에 의하여 결합될 물체 특히 크리프(creep)되기 쉬운 호오스의 외주상에 작용하는 결합력은 칼라와 결합될 물체사이의 지지면적에 좌우된다는 것은 용이하게 이해될 것이다. 이와같은 관점에서 특히 동일면적의 원주상 단면을 갖는 칼라의 결합력과 비교시 결합력을 향상시키기 위해 스프링 칼라 제조용 스트립에 V-형상의 단면을 부여하는 방법이 이미 독일 특허출원 제3026582호에 기재되어 있다. 그러나 상기 독일 특허에 따른 칼라는 칼라가 결합될 물체상에 설치되었을 때 칼라단면의 일부분에서는 금속의 탄성한도를 초과하는 결점을 가지고 있었다. 결론적으로 결합될 물체의 직경이 감소하는 경우 예를 들어 호오스에서 크리프로 인하여 직경이 감소하는 경우에는 칼라의 결합력 특히 결합될 물체 표면상으로의 결합력은 결합체가 누출방지를 계속적으로 수행할 수 있기에는 불충분한 위험요소를 가지게 된다. 스프링 클램프 특히 상술한 독일특허에 기재된 스프링 클램프의 효율을 향상시킴과 동시에 간단하고 경제적으로 제조가 가능한 클램프를 찾기 위한 연구를 수행함에 있어서 본 발명 출원인은 V-형의 칼라단면중 가지(brandches) 사이의 각이 칼라가 적당위치에 설치되었을 때 칼라의 일부분이 탄성한계를 초과하는 어떠한 위험으로부터 피할 수 있도록 설계될 수 있음을 발견하였다. 즉 결합될 물질 좀더 구체적으로는 사용에 따라 누출방지 결합체내에 포함된 호오스의 직경이 매우 심각하게 변화되더라도 상술한 바와같은 스프링 칼라의 장점은 유지될 수 있다.

따라서 본 발명은 360° 이상으로 로울업된 금속 스트립으로 구성되어지되 단면이 V-형상 즉 칼라의 내면중 중심부위의 직경이 측면부위의 직경 보다 작은 스프링 클램프에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 V-형상의 두 개 가지사이의 각은 120∼160°이며 스트립의 두께와 각각의 가지의 길이의 비는 0.2∼0.5이다. V-형상의 가지사이의 각과 스트립 두께와 각각의 가지길이에 대한 선택된 비율 즉 본 발명에 의하여 한정된 비율은 강도 및 스트립 두께와 칼라직경 사이의 비 예를 들어 70mm 이하의 직경으로 사용되는 것에 있어서 본발명 속하는 기술분야에서 일반적으로 수용될 수 있는 수치를 고려한 것이다.

상기의 관점에서 스프링칼라의 금속은 일반적으로 550N/㎟ 이상의 인장강도를 갖는 것이고, 스트립의 두께(e)와 칼라의 직경의 비는 일반적으로 0.04∼0.05인 것임을 인식하여야 한다. 본 발명에 의하여 한정된 수치범위상의 한계는 가까운 미래에는 변형이 필요하지 않을 것으로 예측되며 본발명 출원인이 상기 범위를 안출해 낸 계산과 관측을 설명하는 것이 적당한 것으로 추정된다. 상기 범위내의 수치 즉 쉽게 실험적으로 확인될 수 있는 수치를 사용함으로서 칼라의 강도는 다소 확실하고 균일하게 전체 원주의 주위에서 향상되며 결과적으로 비교적 제한된 결합압력 예를들어 10N/㎠ 또는 20N/㎠의 결합압력이 유지됨에도 불구하고 어느정도 두께의 스트립에서 결합력의 증가가 이루어진다. 이와같은 장점은 가요성 호오스가 딱딱한 파이프상에 결합될 때 특히 현저하게 나타난다.

참고적으로 첨부된 도면과 함께 하기의 설명을 보면 본 발명이 더욱 잘 이해될 것이고, 본 발명의 특징 및 장점이 더욱 명확하게 발현될 것이다. 제1도 및 제2도로부터 알 수 있는 바와 같이 스프링칼라는 로울업된 금속스트립(1)에 의하여 구성되어 있다. 각각의 칼라선단부(1a, 1b)의 폭은 실제적으로 나머지부분의 스트립폭의 1/2과 동일하며, 상기 선단부에는 칼라로부터 방사상으로 외부로 돌출되는 탭(2, 3)이 각각 제공되어 있다. 통상의 칼라에 있어서 탭(2, 3)은 집게와 같은 기구에 의해 작동되기 용이하게 하기 위한 공구취부홈부를 구성요소로 가지고 있으며 탭이 각각 다른 탭쪽으로 이동됨으로써 칼라의 직경을 증가시키게 되고 이에 따라 파이프 위에 결합된 가요성 호오스상에 칼라를 축방향으로 삽입할 수 있는 것이다. 탭(2, 3)에 적용된 힘이 제거되면 스트립(1) 자체의 탄성복원력에 의해 칼라는 호오스 위에서 수축되어진다. 제2도에 도시된 바와 같이 스트립(1)의 종단면은 평면이 아니고 스트립(1)과 이의 선단부(1a, 1b)는 모두 비교적 납작한 형태의 V-형상 단면을 가진다. V-형상의 가지사이의 각은 일반적으로 넓게 형성되어 있고 120∼160°의 범위이며, 140°에 가까운 것이 특히 바람직하다. 결합시 칼라는 평평한 스트립에 의하여 구성된 일반적인 칼라의 세로방향 가장자리 부근에서 자주 관찰되는 스웰링(swelling)이 발생되지 않고 호오스(A)내로 부분적으로 침투되는 것이 바람직하다. 즉 호오스(A)와 파이프(B) 사이의 접촉부분이 들려지는 위험이 없을 뿐만 아니라 결과적으로 누출의 어떤 위험도 없다. 또한 결합시 본 발명의 칼라는 가요성 호오스의 벽면(A)내로 어느정도 삽입되어지고 호오스상에 가하여 지는 압력은 다소는 남아 있게 되며, 이로 인하여 가요성 호오스내에서 크리프의 어떤 위험도 방지할 수 있음을 관찰할 수 있다.

뿐만 아니라 모든 사용환경하에서도 칼라가 만족할만한 결합력을 유지하도록 하기 위하여서는 즉, 금속의 탄성한계를 부분적으로 초과하는 위험이 없이 설치동안 칼라에 내재되는 에너지가 충분히 높은 정도에 이르도록 하기 위해서는 V-형상가지의 길이(L)와 스트립두께(e)사이의 비율이 적당하도록 하는 것이 바람직하다. 즉 상술한 바와 같이 이 배율은 0.2∼0.5 범위 이내에 있어야만 한다. 상기의 관점에서 본 발명의 벤딩모멘트(bending moment)는 상술한 독일 특허에 의한 칼라의 사용에서 관찰되는 단점의 한계하에서 칼라의 모든 외주상으로 남아 있도록 결정하는 것이 가능하다.

제1도는 본 발명 결합용 스프링 칼라의 사시도,

제2도는 고무호오스상에 체결시 칼라의 보통부분을 절단한 상태의 파단면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1: 금속스트립 2, 3: 탭(tab)

1a, 1b: 금속스트립선단부 A: 호오스

B: 파이프 L: V-상중의 가지길이

e: 금속스트립의 두께

Claims (1)

1. 로울업(rolled-up)된 금속스트립(1)으로 제조되고, 스트립 폭의 1/2과 동일한 폭을 갖는 선단부(1a, 1b)를 각각 갖고 상기 선단부는 나란히 위치되어 있으며 그 양단부에는 외측 방사방향으로 탭(2, 3)이 연결되어진 결합용 스프링 칼라에 있어서, 상기 탭(2, 3)의 중간부에는 집게등의 공구를 사용하기 위한 공구취부 홈부가 형성되고, 상기 금속스트립(1)은 호오스(A)에 끼워져 결합된 상태에서 V-형상의 종단면을 갖도록 형성되고 내측 중심부의 지름이 상기 호오스(A)의 외경 보다 작게 형성되며, 상기 V-형상의 두가지 사이의 각도는 120∼160°범위이고, 상기 금속스트립(1)의 두께(e)와 V-형상 가지의 길이(L)의 비율은 0.2∼0.5의 범위인 것을 특징으로 하는 결합용 스프링 칼라.