KR101989885B1 - 가변 깊이의 개스킷 포켓을 갖는 커플링 - Google Patents

Abstract

파이프 요소를 결합하기 위한 기계적 커플링은 단부 대 단부 결합된 세그먼트들을 가지며, 각 세그먼트는 링 개스킷을 수용하기 위한 가변 깊이의 포켓을 갖는다. 포켓의 가변 깊이는 세그먼트가 링 개스킷 둘레에 이격된 관계로 배열될 때 둥글지 않은 형상과 둥근 형상 사이에서 링 개스킷의 왜곡을 제어하기 위해 사용되며, 세그먼트들 사이의 간격은 커플링의 분해 없이 파이프 요소들의 삽입을 허용하기에 충분하다. 파이프 요소와 결합하는 돌출부의 절결부는 파이프 요소의 삽입을 돕고 소형 커플링 디자인을 제공한다.

Description

가변 깊이의 개스킷 포켓을 갖는 커플링 {COUPLING HAVING GASKET POCKET OF VARYING DEPTH}

관련 출원 참조

본 출원은 2012년 9월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/699,628호 및 2013년 3월 12일자로 출원된 미국 정출원 제13/794,930호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각은 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 단부 대 단부 관계로 파이프 요소를 결합하기 위한 기계적 커플링에 관한 것이다.

파이프 요소를 단부끼리 함께 결합하기 위한 기계적 커플링은 동축 정렬된 파이프 요소의 단부 부분을 원주방향으로 둘러싸서 위치될 수 있는 상호연결가능한 구획을 포함한다. 용어 "파이프 요소"는 본 명세서에서 파이프 같은 형태를 갖는 구성요소 또는 임의의 파이프형 물품을 설명하기 위해 사용된다. 파이프 요소는 파이프 스톡과, 엘보우, 캡 및 티이(tee) 같은 파이프 피팅과, 밸브, 감속기, 스트레이너(strainer), 규제기, 압력 조절기 등 같은 유체 제어 구성요소를 포함한다.

각 기계적 결합 세그먼트는 돌출부를 갖는 하우징을 포함하고, 이 돌출부는 하우징으로부터 반경방향 내향 연장하면서 예로서 평활한 단부 파이프 요소의 외부 표면과 결합하고, 파이프 요소는 견부와 비드를 갖거나 결합될 파이프 요소 각각의 둘레로 연장하는 원주방향 홈들을 갖는다. 돌출부와 파이프 요소 사이의 결합은 조인트에 기계적 속박을 제공하고, 높은 내부 압력과 외력 하에서도 파이프 요소가 결합되어 유지되는 것을 보장한다. 하우징은 링 게스킷이나 밀봉부, 통상적으로는, 각 파이프 요소의 단부와 결합하여 유체 기밀 밀봉부를 제공하기 위해 세그먼트 및 파이프 요소와 협력하는 엘라스토머 링을 수용하는 환형 채널 또는 포켓을 형성한다. 세그먼트는 통상적으로 하우징으로부터 외향 돌출하는 러그(lug) 형태의 연결 부재를 갖는다. 러그는 서로를 향해 세그먼트를 견인하도록 조절가능하게 죄어질 수 있는 너트와 볼트 같은 체결구를 수용하도록 구성된다.

종래 기술의 커플링 상의 돌출부는 통상적으로 결합하도록 의도된 파이프 요소의 외부 표면의 곡률 반경에 실질적으로 일치하는 곡률 반경을 갖는 아치형 표면을 갖는다. 홈형 파이프 요소와 함께 사용되는 커플링에 대하여, 아치형 표면의 곡률 반경은 돌출부가 홈 내에 끼워져 홈과 결합하도록 홈의 외측의 파이프 요소의 외부 표면의 곡률 반경보다 작다.

종래 기술에 따른 기계적 커플링이 사용될 때, 단부 대 단부 관계로 파이프 요소를 고정하는 방법은 순차적 설치 프로세스를 포함한다. 통상적으로, 커플링은 세그먼트들이 함께 볼트결합되고 링 개스킷이 세그먼트의 채널 내에 포획되는 상태로 기술자에 의해 수용된다. 기술자는 먼저 이를 볼트결합 해제함으로서 커플링을 해하고, 링 개스킷을 제거하고, 이를 윤활하며(사전 윤활되지 않은 경우), 이를 결합될 파이프 요소의 단부들 둘레에 배치한다. 링 캐스킷의 설치는 종종 윤활되고 파이프 요소의 수용을 위해 신장되는 것을 필요로 한다. 양 파이프 요소 상에서 제 위치에 링 캐스킷이 있는 상태에서, 세그먼트들은 그후 한번에 하나씩 파이프 요소들의 단부들을 벌리고 이들에 대해 링 개스킷을 포획시켜 배치된다. 배치 동안, 세그먼트는 개스킷과 결합하고, 돌출부는 홈과 정렬되며, 볼트가 러그를 통해 삽입되고, 너트가 볼트 상에 나사결합되어 죄어져서 결합 세그먼트를 서로를 향해 견인하고 개스킷을 압축하며, 돌출부를 홈 내에 결합시킨다.

이전 설명으로부터 명백한 바와 같이, 종래 기술에 따른 기계적 파이프 커플링의 설치는 기술자가 통상적으로 적어도 7개(그리고, 커플링이 둘 이상의 세그먼트를 가질 때에는 더 많은) 개별 단편 부분을 취급하는 것을 필요로 하며, 커플링을 전체적으로 분해 및 재조립하여야만 한다. 단편 마다 먼저 전체적으로 분해한후 재조립할 필요 없이, 기술자가 기계적 파이프 커플링을 설치할 수 있는 경우 현저한 시간, 노력 및 비용이 절약된다.

도 1은 결합 세그먼트(13, 15)를 갖는 커플링(11)을 도시한다. 세그먼트는 연결 부재(17, 19)에 의해 단부끼리 연결되고, 연결 부재는 나사형 체결구(21)를 포함한다. 세그먼트들 사이에 포획된 링 개스킷(23)의 외부 표면 상에서 서로에 관해 이격된 관계로 지지되는 세그먼트(13, 15)가 도시되어 있다. 이 구성은 비변형 링 개스킷(23)의 외부 표면의 원주가 링 개스킷 외부 표면이 간섭하는 세그먼트 상의 표면의 원주의 합보다 크기 때문에 가능하다. 이 방식으로 세그먼트가 지지될 때, 커플링을 분해하지 않고 세그먼트들 사이의 중앙 공간(25) 내로 파이프 요소를 삽입하는 것이 가능하다. 그러나, 기계적 커플링을 설치하는 문제에 대한 이 해결책에는 몇몇 단점이 있다. 특히, 링 개스킷(23)은 개스킷이 세그먼트의 개스킷 포켓 내에 적절히 착좌되기 이전에 링 개스킷의 적어도 일부 상에 배치되는 긴밀하게 끼워진 세그먼트의 형상에 의해 난형 형상으로 왜곡된다는 것을 주의하여야 한다. 링 개스킷의 왜곡 정도가 제어되지 않는 경우, 난형 형상은 세그먼트(13, 15)의 연결 부재(17, 19) 사이의 영역의 개스킷에 찝힘(pinching) 및 손상을 초래할 수 있다.

명백하게, 함께 사용되는 링 밀봉부에 대한 손상을 피하면서 또한 커플링의 분해 없이 신뢰성있게 파이프 요소가 삽입될 수 있게 하도록 링 밀봉부의 왜곡이 제어될 수 있는 파이프 커플링이 필요하다.

본 발명은 단부 대 단부 관계로 파이프 요소를 결합하기 위한 커플링에 관한 것이다. 일 예시적 실시예에서, 커플링은 중앙 축을 둘러싸고 파이프 요소를 수용하기 위한 중앙 공동을 형성하는 단부 대 단부 결합된 복수의 세그먼트를 포함한다. 적어도 하나의 세그먼트는 하나의 세그먼트의 대향 측부들 상에 이격된 관계로 배치되고 중앙 축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부를 포함한다. 돌출부 각각의 적어도 일부는 파이프 요소들 중 각각의 파이프 요소와 결합될 수 있다. 각 돌출부는 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 아치형 표면은 제1 곡률 중심으로부터 측정된 제1 곡률 반경을 갖는다. 후방 벽은 돌출부들 사이에서 연장한다. 후방 벽은 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면은 제2 곡률 중심으로부터 측정된 제2 곡률 반경을 갖는다. 제2 곡률 반경은 중앙 축에 수직인 평면에서 측정될 때 제1 곡률 중심과 일치하지 않는다.

일 실시예에서, 제1 곡률 반경은 제1 및 제2 곡률 중심과 동일 선상에 있는 후방 벽의 아치형 표면 상의 지점까지 측정시 제2 곡률 중심보다 후방 벽의 아치형 표면에 더 가깝다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 곡률 중심과 후방 벽 상의 지점은 하나의 세그먼트의 제1 단부와 하나의 세그먼트의 제2 단부 사이에서 연장하는 제2 라인에 수직으로 배향된 제1 라인을 따라 동일 선상에 있다.

제2 곡률 중심은 약 0.01 in 내지 약 0.1 in의 거리 또는 약 0.02 in 내지 약 0.04 in의 거리 또는 약 0.03 in의 거리로 제1 곡률 중심으로부터 오프셋될 수 있다.

본 발명에 따른 커플링의 특정 예시적 실시예에서, 단지 세그먼트들 중 단지 제1 및 제2 세그먼트만이 중앙 축 둘레로 단부 대 단부 결합된다. 이러한 예에서, 커플링은 제1 및 제2 세그먼트들 사이에 배치된 링 개스킷을 더 포함한다. 링 개스킷은 세그먼트들 사이에 파이프 요소를 삽입하기에 충분하게 이격된 상태로 제1 및 제2 세그먼트를 지지하고 난형으로 왜곡되거나 실질적으로 왜곡되지 않고 둥근 형상을 제공하는 형상을 가질 수 있다. 링 개스킷의 왜곡 정도는 제1 및 제2 곡률 중심의 오프셋에 의해 결정된다.

본 발명에 따른 단부 대 단부 관계로 파이프 요소를 결합하기 위한 커플링의 다른 예시적 실시예는 중앙 축을 둘러싸고 파이프 요소를 수용하기 위한 중앙 공간을 형성하는, 단부 대 단부로 결합된 복수의 세그먼트를 포함한다. 이러한 예시적 실시예에서, 세그먼트 중 적어도 하나는 하나의 세그먼트의 대향 측부들 상에서 이격된 관계로 위치된 한 쌍의 돌출부를 포함한다. 돌출부는 중앙 축을 향해 연장한다. 각 돌출부들의 적어도 일부는 파이프 요소들 중 각각의 파이프 요소와 결합할 수 있다. 적어도 하나의 돌출부는 중앙 축을 향한 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽은 돌출부들 사이에서 연장한다. 후방 벽은 중앙 축을 향한 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는 중앙 축으로부터 연장하는 반경방향 투영 라인을 따라 측정시 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 사이의 중간의 제1 지점에서 제1 값이고, 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 적어도 하나에 인접한 제2 지점에서 제2 값이다. 제1 값은 제2 값보다 작다. 링 개스킷은 세그먼트에 의해 형성된 중앙 공간 내에 위치된다. 링 개스킷은 세그먼트의 후방 벽의 아치형 표면의 길이의 합보다 큰 길이를 갖는 외부 원주를 갖는다. 링 개스킷 지지부는 이격된 관계로 상기 세그먼트들 중 적어도 두 개를 지지한다.

후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는 적어도 하나의 세그먼트의 단부 사이의 중간의 제1 지점에서 최소치이고 제2 지점에서 최대치일 수 있다. 제2 지점은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 위치될 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 세그먼트의 다른 단부에 위치된 제3 지점에서의 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는 제2 값과 대략 같은 제3 값일 수 있다.

특정 예시적 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제1 부분과 굴곡 표면을 갖는 제2 부분을 포함한다. 제2 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치된다. 제2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 멀다. 후방 벽의 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제3 부분을 더 포함할 수 있다. 제3 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 다른 단부들에 인접하게 위치된다. 제3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 멀다.

후방 벽의 아치형 표면의 제2 부분은 약 5도 내지 약 80도 또는 약 5도 내지 약 45도의 각도에 대응할 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 제3 부분은 약 5도 내지 약 80도 또는 약 5도 내지 약 45도의 각도에 대응할 수 있다.

본 발명에 따른 커플링의 다른 예시적 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 제1 곡률 반경을 갖는 제1 부분과 무한 곡률 반경을 갖는 제2 부분을 포함한다. 제2 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치된다. 제2 부분 상의 임의의 지점은 제1 부분 상의 임의의 지점보다 중앙 축으로부터 더 멀다. 후방 벽의 아치형 표면은 무한 곡률 반경을 갖는 제3 부분을 더 포함할 수 있다. 제3 부분 상의 임의의 지점은 제1 부분 상의 임의의 지점보다 중앙 축으로부터 더 멀다. 제3 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 다른 단부들에 인접하게 위치된다. 후방 벽의 아치형 표면의 제2 부분은 약 5도 내지 약 45도 또는 약 5도 내지 약 30도의 각도에 대응할 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 제3 부분은 약 5도 내지 약 45도 또는 약 5도 내지 약 30도의 각도에 대응할 수 있다. 다른 예시적 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제2 부분을 더 포함할 수 있고, 제2 부분 각각은 무한 곡률 반경을 갖는다. 추가적으로, 후방 벽의 아치형 표면은 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제3 부분을 더 포함할 수 있으며, 이들 각각은 무한 곡률 반경을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면의 제3 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 다른 단부에 인접하게 위치된다. 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제2 부분은 약 5도 내지 약 80도 또는 약 5도 내지 약 30도의 각도에 대응할 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제3 부분은 약 5도 내지 약 80도 또는 약 5도 내지 약 30도의 각도에 대응할 수 있다.

일 예시적 실시예에서, 본 발명에 따른 커플링은 중앙 축을 둘러싸는 단부 대 단부 결합된 제1 및 제2 세그먼트들만을 포함할 수 있다. 커플링은 제1 및 제2 세그먼트들 사이에 위치된 링 개스킷을 더 포함할 수 있다. 링 개스킷은 세그먼트들 사이에 파이프 요소를 삽입하기에 충분하게 이격된 관계로 제1 및 제2 세그먼트를 지지한다. 링 개스킷은 난형 형상을 가질 수 있거나 링 개스킷은 둥근 형상을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적 기계적 파이프 커플링의 입면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적 기계적 파이프 커플링의 입면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적 기계적 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도이다.
도 4는 도 3의 선 4-4에서 취한 예시적 기계적 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도이다.
도 5 및 도 5a는 본 발명에 따른 예시적 기계적 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도이다.
도 6 및 도 6a는 본 발명에 따른 예시적 기계적 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도이다.
도 7은 확대된 규모의 예시적 세그먼트의 부분적 단면도를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 커플링(10)의 예시적 실시예를 도시한다. 커플링(10)은 중앙 축(16)을 둘러싸고 중앙 공간(18)을 형성하는 서로 단부 대 단부 결합된 세그먼트(12, 14)를 포함한다. 중앙 공간(18)은 단부 대 단부 관계로 결합될 파이프 요소를 수용하며, 파이프 요소의 종방향 축은 중앙 축(16)과 실질적으로 정렬된다. 세그먼트(12, 14) 각각은 각 단부에서 연결 부재(20, 22)를 갖는다. 본 예에서, 연결 부재는 세그먼트로부터 돌출하면서 나사형 체결구(26)를 수용하는 러그(24)를 포함한다. 체결구(26)는 파이프 요소와 결합하여 조인트를 형성하도록 서로를 향해, 그리고 중앙 축(16)을 향해 세그먼트(12, 14)를 견인하도록 조절가능하게 조여질 수 있다. 세그먼트(12, 14)는 커플링을 분해하지 않고 중앙 공간(18) 내로의 파이프 요소의 삽입을 허용하기에 충분하게 이격된 관계로 공장에서 사전조립된다.

도 4에 단면으로 도시된 바와 같이, 각 세그먼트(세그먼트(12)가 도시됨)는 세그먼트의 대향 측부들 상에서 이격된 관계로 위치되는 한 쌍의 돌출부(28, 30)를 갖는다. 돌출부는 중앙 축(16)을 향해 연장하며, 각 돌출부의 적어도 일부는 기계적 결합을 제공하고 단부 대 단부 관계로 파이프 요소를 보유하도록 각 파이프 요소와 결합될 수 있다. 돌출부(28, 30)는 파이프 요소의 외부 표면과 결합하며, 이는 평면 표면, 원주방향 홈을 형성하는 표면 또는 융기된 견부 또는 예로서 견부와 비드를 갖는 표면일 수 있다. 돌출부는 상세히 후술될 바와 같이 중앙 공간(18) 내로의 파이프 요소의 삽입을 돕도록 연결 부재(20, 22)에 인접하게 위치된 하나 이상의 절결부(31)(도 2, 도 2a, 도 3a, 도 5a 및 도 6a 참조)를 가질 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 돌출부는 중앙 축(16)을 향하는 아치형 표면(32)을 갖는다. 각 돌출부의 아치형 표면(32)은 아치형 표면의 곡률 중심(35)으로부터 측정된 곡률 반경(34)을 갖는다.

또한, 세그먼트(12, 14)는 그로부터 돌출부(28, 30)가 연장하는 측벽들(36, 38)을 갖는다. 측벽(36, 38)은 후방 벽(40)에 부착되고, 측벽 및 후방 벽은 함께 포켓(42)을 형성한다. 포켓(42)은 유체 밀폐 밀봉을 보증하기 위해 세그먼트(12, 14)(도 2 참조) 사이에 위치된 링 개스킷(43)(도 4)을 수용한다. 본 예시적 커플링에서, 이는 조립시 이격된 관계로 세그먼트(12, 14)를 지지하는 링 개스킷이다. 후방 벽(40)은 돌출부(28, 30) 사이에서 연장하고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 축(16)을 향하는 아치형 표면(44)을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면(44)은 후방 벽 아치형 표면의 곡률 중심(48)으로부터 측정된 곡률 반경(46)을 갖는다. 커플링(10)의 중앙 축(16)에 수직으로 배향된 평면(50)에서 보거나 측정할 때, 돌출부(28, 30) 상의 아치형 표면(32)의 곡률 중심(35)은 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)의 곡률 중심(48)과 일치하지 않는다. 도 3에 도시된 예에서, 곡률 중심(35)은 라인 세그먼트(54)로 도시된 바와 같이 곡률 중심(35, 48)과 동일 선상에 있는 후방 벽의 아치형 표면(48) 상의 지점(52)까지 측정시 후방 벽의 아치형 표면(44)의 곡률 중심(48)보다 후방 벽(40)의 아치형 표면에 더 가깝다. 도 3에 추가로 도시된 바와 같이, 후방 벽 아치형 표면(44) 상의 지점(52) 및 곡률 중심(35, 48)은 라인(54)을 따라 동일 선상에 있고, 이는 세그먼트(12, 14)의 단부들(56, 58) 사이에서 연장하는 제2 라인(55)에 수직으로 배향된다(세그먼트(12)만이 도시되어 있음).

곡률 중심(35)과 곡률 중심(48) 사이의 오프셋 거리(60)는 변하는 깊이의 편심형 개스킷 포켓(42)을 초래하고, 후방 벽의 아치형 표면(44)은 세그먼트(12)의 중간으로부터 각 단부(56 또는 58)까지 후방 벽을 따라 진행하는 것 같은 진정한 원으로부터 추가로 외향 연장한다. 돌출부의 아치형 표면(32)으로부터 후방 벽의 아치형 표면(44)까지 측정된 포켓(42)의 깊이(62)가 세그먼트의 중간에서 값 "h"인 경우, 이때, 세그먼트(12)의 각 단부(56, 58)에서의 깊이(62a)는 대략 "h"(62) + 오프셋 거리(60)이다. 깊이(62)는 중앙 축(16)으로부터 연장하는 반경방향 투영 라인을 따라 측정된, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)과 돌출부(30)의 아치형 표면(32) 사이의 거리로서 규정될 수 있다. 본 예시적 실시예에서, 이 거리, 깊이(62)는 세그먼트(12)의 단부(56, 58) 사이의 지점에서의 h의 값 및 세그먼트의 각 단부의 지점에서 더 큰 값 h+오프셋으로부터 변한다. 세그먼트의 단부에 위치된 이 증가된 깊이는 개스킷(43)과 개스킷 포켓(42)의 형상에 기인하여 개스킷과 일반적으로 접촉하고 이를 도 1에 도시된 바와 같이 둥근 상태를 벗어나 왜곡시키는, 세그먼트의 단부의 개스킷을 위한 더 많은 외향 반경방향 공간을 제공한다. 그러나, h+오프셋 거리의 그 편심도로 개스킷 포켓(42)이 편심적이기 때문에, 세그먼트(12, 14)의 단부(56, 58)에서의 최대치(그리고, 단부들 사이의 중간의 "h"의 최소치)는 링 개스킷(43)의 외부 표면(64)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이에서 접촉하고, 제어될 수 있으며, 그에 의해, 커플링(10)이 링 개스킷(43)의 외부 표면(64) 상에 이격된 관계로 세그먼트(12, 14)가 지지된 상태로 공장에서 조립될 때 둥근 상태를 벗어난 링 개스킷의 왜곡 정도를 제어할 수 있으며, 그래서, 파이프 요소는 커플링을 분해하지 않고 중앙 공간(18) 내로 삽입될 수 있다. 비변형 링 개스킷(43)의 외부 표면(64)의 원주가 링 개스킷 외부 표면(64)이 간섭하는 세그먼트(12, 14) 상의 아치형 표면(44)의 원주의 합보다 크기 때문에 이격된 관계로 세그먼트(12, 14)를 지지하는 것이 가능하다. 링 개스킷(43)의 왜곡 정도는 도 2에 도시된 둥근 형상을 제공하는 실질적으로 비 왜곡 상태로부터 도 1의 링 개스킷(23)을 위해 도시된 바와 같은 난형 형상까지 변할 수 있다. 오프셋 거리(60)가 증가할 때, 링 개스킷의 난형도 정도는 감소한다. 링 개스킷의 실질적 모든 왜곡을 제거할 수 있지만, 실용적 디자인을 위해, 이는 때때로 제어된 정도의 왜곡을 제공하는 것이 유리하다. 왜곡 정도가, 링 개스킷이 파이프 단부 중 하나를 파지하고 중앙 공간 내로 삽입될 때 이를 파이프 요소 상에 보유하도록 충분한 편심도를 유지하면서 링 개스킷의 찝힘을 피하도록 될 때 장점이 얻어진다. 이는 기술자가 커플링과의 결합 상태로 제2 파이프 요소를 조종하면서 커플링과 제1 파이프 요소를 함께 보유할 필요가 없기 때문에 파이프 조인트의 편리한 조립을 가능하게 한다. 약 0.01 in 내지 약 0.1 in의 오프셋 거리(60)는 10 in 이하의 공칭 외경을 갖는 파이프 요소에 적합한 커플링에 대해 실용적인 것으로 판명되었다. 오프셋 거리는 약 0.02 in 내지 약 0.04 in의 추가적 범위일 수 있으며, 약 0.03 in의 오프셋 거리가 커플링과 파이프 요소의 소정의 조합을 위해 바람직하다.

도 2a와 도 3a의 양호한 효과까지 돌출부(28, 30)의 절결부(31)의 추가적 예가 도시되어 있다. 31 같은 절결부는 파이프 요소와 커플링 세그먼트(12, 14) 사이의 추가적 유극을 제공하며, 그에 의해, 사전조립된 설치 준비 상태에서 세그먼트들이 함께 더 근접할 수 있게 하면서 사전조립된 커플링(10) 내로의 파이프 요소의 삽입을 허용한다. 절결부는 더 소형이고 실용적인 커플링 조립체를 위해 더 짧은 체결구가 사용될 수 있게 한다. 절결부(31)는 아치형 표면(32)의 전체 길이의 약 5%로부터 약 30%까지의 길이를 가질 수 있으며, 연결 부재(20, 22)에 인접한 돌출부(28, 30) 중 하나 또는 양 단부에 유리하게 위치된다. 가변 깊이의 개스킷 포켓을 갖는 커플링(10)과 함께 사용될 때, 절결부(31)는 강성(도 2) 및 가요성(도 3) 유형의 커플링과 함께 사용될 때 효과적이다. 강성 및 가요성 커플링을 구별하는 특징은 이하에 상세히 설명되어 있다.

도 5, 도 5a, 도 6 및 도 6a는 각각의 세그먼트(66, 68)를 예시하며, 중앙 축(16)으로부터 연장하는 반경방향 투영 라인(70)을 따라 측정된 바와 같은 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)과 돌출부(30)의 아치형 표면(32) 사이의 거리(62)는 단부들 중 하나에 인접한 지점(74)에서보다 세그먼트들(66, 68)의 단부들(56, 58) 사이의 중간의 지점(72)에서 더 작다.

도 5에 도시된 세그먼트(66)에 대하여, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)은 제1 곡률 반경(78)을 갖는 제1 표면 부분(76) 및 제2 곡률 반경(82)을 갖는 세그먼트(66)의 단부(56)에 인접하게 위치된 제2 표면 부분(80)을 포함한다. 제2 표면 부분(80) 상의 임의의 지점은 제1 부분(78) 상의 임의의 지점보다 중앙 축(16)으로부터 더 멀다. 따라서, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)는 제2 표면 부분(80)에 대응하는 각도(86)에 걸쳐서 보다 제1 표면 부분(76)에 대응하는 각도(84)에 걸쳐서 더 작다. 제2 표면 부분(80)은 약 5도 내지 약 80도의 각도(86)에 대응할 수 있다. 약 5도 내지 약 45도의 대응 각도도 실용적이다.

본 예에서, 아치형 표면(44)은 세그먼트(66)의 대향 단부(58)에 위치된 제3 표면 부분(88)을 더 포함한다. 제3 표면 부분(88)은 곡률 반경(90)을 갖는다. (제2 표면 부분(80)과 제3 표면 부분(88)의 각각의 곡률 반경(82, 90)은 서로 동일할 수 있다.) 제3 표면 부분(88) 상의 임의의 지점은 제1 부분(78) 상의 임의의 지점보다 중앙 축(16)으로부터 더 멀다. 따라서, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)는 제3 표면 부분(88)에 대응하는 각도(92)에 걸쳐서 보다 제1 표면 부분(76)에 대응하는 각도(84)에 걸쳐서 더 작다. 제3 표면 부분(88)은 약 5도 내지 약 80도의 각도(92)에 대응할 수 있다. 약 5도 내지 약 45도의 대응 각도도 실용적이다.

곡률 반경 사이의 편차 및 거리(62)는 명료성을 위해 과장되어 있다는 것을 주의하여야 한다. 아치형 표면(32, 44) 사이의 기하학적 관계가 하나의 세그먼트(66) 상의 하나의 돌출부(30)를 위해 설명되어 있지만, 커플링을 포함하는 각 세그먼트가 도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트의 대향 측부들 상에 두 개의 이런 돌출부를 가질 수 있고, 양 돌출부 상의 아치형 표면들과 후방 벽의 아치형 표면 사이의 기하학적 관계가 동일할 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이, 절결부(31)는 또한 파이프 요소와 세그먼트의 단부들 사이에 유극을 제공함으로써 사전조립된 상태에 있을 때 커플링 조립체 내로의 파이프 요소의 삽입을 촉진하도록 세그먼트(66)와 함께 사용될 수 있다. 또한, 절결부는 앞어 관찰한 바와 같이 더욱 소형이고 실용적인 커플링 조립체를 제공한다.

도 6에 도시된 세그먼트(68)에 대하여, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)은 제1 곡률 반경(96)을 갖는 제1 표면 부분(94)과 세그먼트(66)의 단부(56)에 인접하게 위치된 제2 표면 부분(98)을 포함한다. 제2 표면 부분(98)은 무한 곡률 반경을 가지며, 이는 제2 표면 부분이 평탄한 페싯(100)이라는 것을 의미한다. 페싯(100)은 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)는 패싯(100)인 제2 표면 부분(98)에 대응하는 각도(104)에 걸쳐서보다 제1 표면 부분(94)에 대응하는 각도(102)에 걸쳐서 더 작도록 배열된다. 제2 표면 부분(98)은 약 5도 내지 약 45도의 각도(104)에 대응할 수 있다. 약 5도 내지 약 30도의 대응 각도도 실용적이다.

본 예에서, 아치형 표면(44)은 세그먼트(68)의 대향 단부(58)에 위치된 제3 표면 부분(106)을 더 포함한다. 본 예에서, 제3 표면 부분(106)은 또한 무한 곡률 반경을 가지며, 그에 의해 페싯(108)을 형성한다. 패싯(108)은 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)가 제3 표면 부분(106)에 대응하는 각도(110)에 걸쳐서보다 제1 표면 부분(94)에 대응하는 각도(102)에 걸쳐서 더 작도록 배열된다. 제3 표면 부분(88)은 약 5도 내지 약 45도의 각도(110)에 대응할 수 있다. 약 5도 내지 약 30도의 대응 각도도 실용적이다. 세그먼트(68)의 제2 및 제3 표면 부분(98, 106)이 각각 단일 패싯(100, 108)으로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 세그먼트(68)의 각 단부에 인접한 복수의 패싯을 형성하는 것이 유리하다. 이 다중패싯 구조의 일 예가 도 7에 확대된 규모로 도시되어 있으며, 세그먼트(68)의 표면(44)은 복수의 제2 표면 부분(98a, 98b, 98c)을 포함하며, 이들 각각은 무한 곡률 반경을 가지고 각각의 패싯(100a, 100b, 100c)을 형성한다. 복수의 표면 부분(98a, 98b, 98c)은 약 5도 내지 약 80도의 각도(112)에 대응할 수 있다. 약 5도 내지 약 30도의 대응 각도도 실용적이다.

거리(62)는 명료성을 위해 과장되어 있다는 것을 주의하여야 한다. 아치형 표면(32, 44) 사이의 기하학적 관계가 하나의 세그먼트(68) 상의 하나의 돌출부(30)를 위해 설명되어 있지만, 커플링을 포함하는 각 세그먼트는 도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트의 대향 측부들 상에 두 개의 이런 돌출부를 가질 수 있으며, 후방 벽의 아치형 표면과 양 돌출부 상의 아치형 표면 사이의 기하학적 관계가 동일할 수 있는 것으로 이해된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 절결부(31)도 세그먼트의 단부와 파이프 요소 사이에 유극을 제공함으로써 사전조립된 상태에 있을 때 커플링 조립체로의 파이프 요소의 삽입을 돕기 위해 세그먼트(68)와 함께 사용될 수 있다. 또한, 절결부는 이전에 관찰한 바와 같이 더욱 소형이고 실용적인 커플링 조립체를 제공한다.

링 개스킷의 왜곡 정도가 제어될 수 있게 하는 가변 깊이의 개스킷 포켓은 깊이가 일정한 포켓을 갖는 종래 기술 커플링 세그먼트에 비해 다수의 장점을 제공한다. 커플링이 공장 조립상태일 때, 개스킷은 난형과 둥근 형상 사이의 제어된 형상을 가질 수 있다. 링 개스킷이 적은 왜곡을 갖는 구성을 선택하는 것은 파이프 요소가 중앙 공동 내로 삽입될 때 이는 개스킷 내의 파이프 정지부와 더욱 균일하게 결합함으로써 커플링 내의 파이프 요소의 적절한 착좌를 촉진한다는 것을 의미한다. 또한, 더 적은 왜곡을 갖는 링 개스킷에 대하여, 커플링 세그먼트의 단부들 사이의 개스킷의 찝힘 가능성이 더 적다. 그러나, 링 개스킷의 형상에 대한 약간의 적절한 정도의 왜곡을 유도하는 것은 조립 동안 파이프 요소 상에 파지 및 보유될 수 있게 하며, 이는 기술자에게 유리하다.

상술되고 본 명세서에 청구된 가변 깊이의 개스킷은 강성 및 가요성 커플링 양자 모두에 적용될 수 있다. 강성 커플링은 원주방향 홈을 갖는 파이프 요소와 함께 유리하게 사용된다. 강성 커플링의 세그먼트는 서로에 관하여 대향한 각도 배향을 갖는 간섭하는 표면들을 갖는다. 이런 세그먼트를 함께 결합하는 체결구가 죄어질 때, 일 세그먼트 상의 간섭 표면은 정합 세그먼트 상의 그 상대 표면과 접촉하며, 세그먼트들은 서로에 대해 각각 반대 방향으로 수직 축을 중심으로 회전하게 강요된다. 이는 돌출부가 파이프 요소 내의 원주방향 홈의 측벽과 결합하게 하고, 이들을 제 위치에 로킹하여 외부적 굴곡력에 대한 현저한 저항과 조인트에 인가된 토크를 제공하여 파이프 요소의 상대적 편향을 제한한다. 강성 커플링의 예가 본 명세서에서 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 강성 커플링은 미국 특허 제4,611,839호 및 미국 특허 제4,639,020호에 개시되어 있으며, 양 특허는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.

가요성 커플링에서, 세그먼트들 사이의 간섭하는 표면은 각져있지 않고, 이들이 서로 결합할 때, 이들은 세그먼트의 어떠한 상대적 회전도 유발하지 않는다. 따라서, 돌출부가 더욱 가요성인 조인트를 초래하는 세그먼트의 비틀림 작용에 기인하여 원주방향 홈의 측벽과 결합하지 않으며, 굴곡, 비틀림 및 축방향으로의 파이프 요소의 상대적 편향은 동일한 인가 부하에 대해 강성적 조인트(상술됨)에 대한 것 보다 더 크다. 도 3은 예시적 가요성 커플링을 도시한다.

상술되고 본 명세서에서 청구된 가변적 깊이의 개스킷 포켓은 또한 서로 다른 공칭 크기의 파이프 요소가 단부 대 단부 관계로 결합될 수 있게 하는 어댑터 커플링에도 적용될 수 있다. 어댑터 커플링에서, 각 세그먼트는 서로 다른 크기의 파이프 요소와 끼워지고 결합하도록 정합되는 서로 다른 곡률 반경의 돌출부를 갖는다. 홈형 파이프 요소를 결합하기 위해 사용되는 어댑터 커플리의 예가 미국 특허 제3,680,894호 및 제4,896,902호에 개시되어 있으며, 양 특허는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.

본 발명에 따른 파이프 커플링은 비변형 커플링이 설치 준비 상태의 커플링으로서 사용될 수 있게 하며, 파이프 조인트 실행시 커플링을 변형시키기 위해 어떠한 현저한 에너지도 소비되지 않기 때문에, 설치에 더 적은 에너지가 요구된다. 이는 수공구로 조인트를 수동 형성할 때의 더 낮은 피로와, 코드리스 전동 공구가 사용될 때 더 적은 횟수의 배터리 교환에 대응한다.

Claims (78)

1. 파이프 요소들을 단부 대 단부 관계로 결합하기 위한 커플링에 있어서,
   상기 커플링은 중앙 축을 둘러싸고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 형성하는 단부 대 단부 결합되는 복수의 세그먼트들을 포함하고,
   상기 세그먼트들 중 적어도 하나는,
   상기 하나의 세그먼트의 대향 측부들 상에 이격된 관계로 위치되고 상기 중앙 축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부들로서, 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부는 상기 파이프 요소들 중 각각의 파이프 요소와 결합될 수 있으며, 상기 돌출부들 중 적어도 하나는 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 적어도 하나의 상기 돌출부는 그 단부에 위치하는 적어도 하나의 절결부를 갖는, 한 쌍의 돌출부들과,
   상기 돌출부들 사이에서 연장하는 후방 벽으로서, 상기 후방 벽은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 상기 중앙 축으로부터 연장하는 반경방향 투영 라인을 따라 측정된 바와 같은 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 사이의 중간의 제1 지점에서 제1 값이고 상기 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 적어도 하나에 인접한 제2 지점에서 제2 값이며, 상기 제1 값은 상기 제2 값보다 작은, 후방 벽과,
   상기 중앙 공간 내에 위치된 링 개스킷으로서, 상기 링 개스킷은 상기 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 큰 길이를 갖는 외부 원주를 가지고, 상기 링 개스킷은 이격된 관계로 상기 세그먼트들 중 적어도 두 개를 지지하는, 링 개스킷
   을 포함하는 커플링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간의 상기 제1 지점에서 최소치인 커플링
3. 제 2 항에 있어서, 상기 거리는 상기 제2 지점에서 최대치이고, 상기 제2 지점은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 위치되는 커플링.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과, 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 위치된 제3 지점에서 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 상기 거리는 상기 제2 값과 같은 제3 값인 커플링.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제1 부분과 굴곡 표면을 갖는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치되고, 상기 제2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되며, 상기 제3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제3 부분은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제1 곡률 반경을 갖는 제1 부분과 무한 곡률 반경을 갖는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치되고, 상기 제2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한 곡률 반경을 갖는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되는 커플링.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제3 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
17. 제 11 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 복수의 상기 제2 부분들을 더 포함하고, 상기 제2 부분들 각각은 무한 곡률 반경을 갖는 커플링.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한 곡률 반경을 각각 갖는 복수의 제3 부분들을 더 포함하고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면들의 상기 제3 부분들은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되는 커플링.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제2 부분들은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제2 부분들은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제3 부분들은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
22. 제 18 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제3 부분들은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
23. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 축을 둘러싸는 단부 대 단부 결합된 상기 세그먼트들의 제1 및 제2 세그먼트들만을 포함하는 커플링.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 난형 형상을 갖는 커플링.
25. 제 23 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 둥근 형상을 갖는 커플링.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면은 제1 곡률 중심으로부터 측정된 제1 곡률 반경을 가지고,
    상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제2 곡률 중심으로부터 측정된 제2 곡률 반경을 가지며, 상기 제2 곡률 중심은 상기 중앙 축에 수직인 평면에서 측정될 때 상기 제1 곡률 중심과 일치하지 않는 커플링.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 제1 곡률 중심은 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상의 지점까지 측정시, 상기 제2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 근접한 커플링.
28. 제 27 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 하나의 세그먼트의 제1 단부와 상기 하나의 세그먼트의 제2 단부 사이에서 연장하는 제2 라인에 수직으로 배향된 제1 라인을 따라 동일 선상에 있는 커플링.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.01 in 내지 0.1 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.02 in 내지 0.04 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
31. 제 28 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.03 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
32. 제 28 항에 있어서, 상기 중앙 축을 둘러싸는 단부 대 단부 결합된 상기 세그먼트들의 제1 및 제2 세그먼트들만을 포함하는 커플링.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 난형 형상을 가지는 커플링.
34. 제 32 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 둥근 형상을 가지는 커플링.
35. 단부 대 단부 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 커플링에 있어서,
    상기 커플링은 중앙 축을 둘러싸고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 형성하는 단부 대 단부 결합된 복수의 세그먼트들을 포함하고,
    상기 세그먼트들 중 적어도 하나는,
    상기 하나의 세그먼트의 대향 측부들 상에서 이격된 관계로 위치되고 상기 중앙 축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부들로서, 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부는 상기 파이프 요소들 중 각각의 파이프 요소와 결합될 수 있고, 상기 돌출부들 각각은 그 양 단부에 각각 위치하는 제1 및 제2 절결부를 가지며, 상기 돌출부들 각각은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 상기 아치형 표면은 제1 곡률 중심으로부터 측정된 제1 곡률 반경을 갖는, 한 쌍의 돌출부들과,
    상기 돌출부들 사이에서 연장하는 후방 벽으로서, 상기 후방 벽은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제2 곡률 중심으로부터 측정된 제2 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 곡률 중심은 상기 중앙 축에 수직인 평면에서 측정시 상기 제1 곡률 중심과 일치하지 않는, 후방 벽
    을 포함하는 커플링.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 제1 곡률 중심은 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상의 지점까지 측정시 상기 제2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 가까운 커플링.
37. 제 36 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 하나의 세그먼트의 제1 단부와 상기 하나의 세그먼트의 제2 단부 사이에서 연장하는 제2 라인에 수직으로 배향된 제1 라인을 따라 동일 선상에 있는 커플링.
38. 제 37 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.01 in 내지 0.1 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
39. 제 37 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.02 in 내지 0.04 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
40. 제 37 항에 있어서, 상기 제2 곡률 중심은 0.03 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
41. 제 37 항에 있어서, 상기 중앙 축을 둘러싸는 단부 대 단부 결합된 상기 세그먼트들의 제1 및 제2 세그먼트들만을 포함하고, 상기 커플링은 상기 제1 및 제2 세그먼트들 사이에 위치된 링 개스킷을 포함하고, 상기 링 개스킷은 상기 제1 및 제2 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 큰 길이를 갖고, 상기 링 개스킷은 이격된 관계로 상기 제1 및 제2 세그먼트들을 지지하는 커플링.
42. 제 41 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 난형 형상을 갖는 커플링.
43. 제 41 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 둥근 형상을 갖는 커플링.
44. 파이프 요소들을 단부 대 단부 관계로 결합하기 위한 커플링에 있어서,
    상기 커플링은 중앙 축을 둘러싸고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 형성하는 단부 대 단부 결합된 제1 및 제2 세그먼트들을 포함하고,
    상기 세그먼트들 중 각각의 세그먼트는,
    제1 및 제2 돌출부들로서, 상기 세그먼트의 대향 측부들 상에 이격된 관계로 각각 위치되고 상기 중앙 축을 향해 연장하며, 각각의 상기 돌출부들의 적어도 일부는 상기 파이프 요소들 중 각각의 파이프 요소와 결합할 수 있고, 상기 돌출부들 각각은 그 양 단부에 각각 위치하는 제1 및 제2 절결부를 가지며, 상기 돌출부 각각은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 아치형 표면 각각은 제1 곡률 중심으로부터 측정된 제1 곡률 반경을 가지는, 제1 및 제2 돌출부들과,
    상기 제1 및 제2 돌출부들 사이에서 연장하는 후방 벽으로서, 상기 후방 벽은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제2 곡률 중심으로부터 측정된 제2 곡률 반경을 가지고, 상기 제2 곡률 중심은 상기 중앙 축에 수직인 평면에서 측정시 상기 제1 곡률 중심들과 일치하지 않는, 후방 벽
    을 포함하는 커플링.
45. 제 44 항에 있어서, 상기 평면에서 측정시 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대하여, 상기 제1 곡률 중심은 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상의 지점까지 측정시 상기 제2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 가까운 커플링.
46. 제 45 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트에 대해, 그리고, 그 위의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 제1 세그먼트의 제1 단부와 상기 제1 세그먼트의 제2 단부 사이에서 연장하는 제2 라인에 수직으로 배향된 제1 라인을 따라 동일 선상에 있는 커플링.
47. 제 46 항에 있어서, 상기 제2 세그먼트에 대해, 그리고, 그 위의 상기 돌출부들에 각각에 대해, 상기 제1 및 제2 곡률 중심들과 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 제2 세그먼트의 제1 단부와 상기 제2 세그먼트의 제2 단부 사이에서 연장하는 제2 라인에 수직으로 배향된 제1 라인을 따라 동일 선상에 있는 커플링.
48. 제 47 항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대하여, 상기 제2 곡률 중심은 0.01 in 내지 0.1 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
49. 제 47 항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대하여, 상기 제2 곡률 중심은 0.02 in 내지 0.04 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
50. 제 47 항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대하여, 상기 제2 곡률 중심은 0.03 in의 거리로 상기 제1 곡률 중심으로부터 오프셋되는 커플링.
51. 제 47 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 세그먼트들 사이에 위치된 링 개스킷을 더 포함하고, 상기 링 개스킷은 상기 세그먼트들 사이에 상기 파이프 요소들을 삽입하기에 충분히 이격된 관계로 상기 제1 및 제2 세그먼트들을 지지하는 커플링.
52. 제 51 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 난형 형상을 갖는 커플링.
53. 제 51 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 둥근 형상을 갖는 커플링.
54. 파이프 요소들을 단부 대 단부 관계로 결합하기 위한 커플링에 있어서,
    상기 커플링은 중앙 축을 둘러싸고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 형성하는 단부 대 단부 결합된 제1 및 제2 세그먼트들을 포함하고,
    상기 세그먼트들 중 각각의 세그먼트는,
    제1 및 제2 돌출부들로서, 상기 세그먼트들의 대향한 측부들 상에 이격된 관계로 각각 위치되고 상기 중앙 축을 향해 연장하며, 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부는 상기 파이프 요소들의 각각의 파이프 요소와 결합할 수 있고, 상기 돌출부들 각각은 그 양 단부에 각각 위치하는 제1 및 제2 절결부를 가지며, 상기 돌출부들 각각은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 갖는, 제1 및 제2 돌출부들과,
    상기 제1 및 제2 돌출부들 사이에서 연장하는 후방 벽으로서, 상기 후방 벽은 상기 중앙 축을 향하는 아치형 표면을 가지고, 상기 중앙 축으로부터 연장하는 반경방향 투영 라인을 따라 측정시 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 돌출부들의 상기 아치형 표면들 사이의 거리는 상기 세그먼트들의 단부들 사이의 중간의 제1 지점에서 제1 값이고 상기 세그먼트들 각각의 일 단부에 인접한 지점에서 제2 값이며 상기 세그먼트들 각각의 대향 단부에 인접한 지점에서 제3 값이고, 상기 제1 값은 상기 제2 값 및 상기 제3 값보다 작은, 후방 벽과,
    상기 중앙 공간 내에 위치된 링 개스킷으로서, 상기 링 개스킷은 상기 제1 및 제2 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 큰 길이를 가지며, 상기 링 개스킷은 이격된 관계로 상기 제1 및 제2 세그먼트들을 지지하는, 링 개스킷
    을 포함하는 커플링.
55. 제 54 항에 있어서, 상기 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간의 상기 제1 지점에서 최소치인 커플링.
56. 제 55 항에 있어서, 상기 거리는 제2 지점에서 최대치이고, 상기 제2 지점은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 위치되는 커플링.
57. 제 56 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 위치된 제3 지점에서의 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 상기 거리는 상기 제2 값과 동일한 제3 값인 커플링.
58. 제 54 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제1 부분과 굴곡 표면을 갖는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치되고, 상기 제2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
59. 제 58 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡 표면을 갖는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되고, 상기 제3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
60. 제 58 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
61. 제 58 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
62. 제 59 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제3 부분은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
63. 제 59 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
64. 제 54 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제1 곡률 반경을 갖는 제1 부분과 무한 곡률 반경을 갖는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 인접하게 위치되며, 상기 제2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중앙 축으로부터 더 먼 커플링.
65. 제 64 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한 곡률 반경을 갖는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되는 커플링.
66. 제 64 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
67. 제 64 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
68. 제 65 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제3 부분은 5도 내지 45도의 각도에 대응하는 커플링.
69. 제 65 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제2 부분은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
70. 제 64 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 복수의 상기 제2 부분들을 더 포함하고, 상기 제2 부분들 각각은 무한 곡률 반경을 갖는 커플링.
71. 제 70 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한 곡률 반경을 각각 갖는 복수의 제3 부분들을 더 포함하고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면들의 상기 제3 부분들은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 단부에 인접하게 위치되는 커플링.
72. 제 70 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제2 부분들은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
73. 제 70 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제2 부분들은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
74. 제 71 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제3 부분들은 5도 내지 80도의 각도에 대응하는 커플링.
75. 제 71 항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제3 부분들은 5도 내지 30도의 각도에 대응하는 커플링.
76. 제 54 항에 있어서, 상기 중앙 축을 둘러싸는 단부 대 단부 결합된 상기 세그먼트들 중 제1 및 제2 세그먼트들만을 포함하는 커플링.
77. 제 76 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 난형 형상을 갖는 커플링.
78. 제 76 항에 있어서, 상기 링 개스킷은 둥근 형상을 갖는 커플링.

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