KR102327034B1 - 플러그형 슬리브 - Google Patents

Abstract

특히 막대, 케이블 또는 파이프 형태인 대상물을 고정시키기 위한 플러그형 슬리브는, 상기 대상물의 부분(2a)을 수용하기 위한 개구부(110)를 가지며 그리고 그 내에 배열된 탄성 중합 물질로 이루어진 환상의 밀봉재(140)을 가지는 원주 홈(120)을 가지는 제 1 단부(100)를 포함하며, 상기 플러그형 슬리브는 상기 부분(2a)의 외부 표면 위에 위치할 수 있다. 상기 플러그형 슬리브는, 상기 환상 밀봉재(140)의 압축 및 결과적인 방사방향의 수축을 위한, 전단을 위해 상기 플러그형 슬리브의 길이 방향으로 상기 환상 밀봉재(140)를 연결할 수 있는, 본질적으로 슬리브와 같은 클램핑 요소(150)를 포함하며, 상기 클램핑 요소(150)는 유체 압력 매질의 외부적 인가가 상기 클램핑 요소의 축방향의 신장을 초래하도록 형성 및 설계된다.

Description

플러그형 슬리브{Plug-type sleeve}

본 발명은 독립 청구항 1의 전제부에 따른 플러그형 슬리브에 관한 것이다.

파이프, 특히 플라스틱 파이프들을 연결하기 위해서는 연결될 파이프의 끝 부분이, 양 맞은편으로부터 끼워져서 꼭 맞게 고정되는 플러그형 슬리브가 종종 사용된다. 다른 방법으로는, 또한 상기 플러그형 슬리브가 파이프의 끝에 설계될 수도 있다.

이러한 플러그형 슬리브의 광범위하게 사용 가능한 유형에 있어서, 탄성 중합체 물질로 만들어진 O-링에 의해 단단히 고정되며, 이 O-링은 또한 상기 연결의 필요한 밀봉을 동시에 제공한다. 상기 O-링은 상기 플러그형 슬리브의 원주 홈(circumferential groove)내에 위치하며 그리고 연결될 파이프 또는 파이프들의 끝 부분을 끼우는 동안에 상기 플러그형 슬리브의 내벽과 상기 끝 부분의 외부 표면 사이에서 방사상으로 압착되어, O-링이 상기 끝 부분의 외부 표면에 꼭 맞게 놓여있고 파이프들의 끝 부분을 마찰력에 의해 견고하게 지지한다.

이러한 플러그형 슬리브의 일 이점은 이들이 구조적으로 매우 간단하고 그리고 파이프를 연결하기 위한 추가의 도움이 필요하지 않다는 것이다. O-링을 강하게 압착하는 것은 필연적으로 끝 부분을 끼우는 것에 대한 상당한 저항을 제공하기 때문에, 의도된 많은 사용에 있어서 결정적인 단점은 연결되는 파이프의 끝 부분을 상기 플러그형 슬리브에 끼우기 위해서는 상대적으로 많은 양의 에너지를 필요로 한다는 것이다. 적당한 크기 조정에 의해, O-링의 필요한 만큼의 압착 그리고 결과적 저항이 감소될 수 있으나, 달성할 수 있는 수축 강도도 동시에 저하되는데, 이는 많은 응용예에서 바람직하지 않거나 또는 받아들여지지 않는 것이다.

전기 케이블과 관련하여, 예를 들면 케이블 피팅(케이블 끼우기;cable fittings)를 위한 플러그형 슬리브는 트랙션 완화(traction relief)를 위해 사용된다. 밀봉과 특정의 추출력을 보장해야 하는 케이블 피팅의 대부분에서, 부드러운 고무로 이루어진 O-링이, 유니언 너트(union nut)에 의해 축 방향으로 고정되는 플러그형 슬리브 내에 배열되어서, 그 결과 내측 방사상으로 압착될 수 있으며, 이에 의해 그것이 케이블 재킷을 가압하고 그리고 케이블을 단단히 지지한다. 그러나 파이프 연결을 위해서는, 유니온 너트(union nut)를 가지는 이러한 플러그형 슬리브는 오직 일정 조건에서만 적합하다.

본 발명에 의하면, 기술된 종래 기술의 단점을 방지하는, 보편적인 플러그형 슬리브가 제공되고, 이 슬리브는 단순한 디자인 그리고 사실상 힘들이지 않고 조립하는 것에 의해 구별되며 그리고 이것과 동시에, 신뢰성 있는 밀봉에 추가하여, 매우 큰 추출 강도도 달성될 수 있다.

본 발명의 목적은 독립 청구항 1의 특징부에 따른 플러그형 슬리브에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 추가적인 적절하고 그리고 특별히 유익한 구조의 플러그형 슬리브는 종속 청구항의 대상이다.

가장 일반적인 형태에서, 본 발명에 따른 플러그형 슬리브는 하기의 것으로 이루어진다.: 특히 막대(rod), 케이블 또는 파이프 형태인 대상물을 고정시키기 위한 플러그형 슬리브는, 상기 대상물의 부분을 수용하기 위한 개구부를 가지는 제 1 단부, 전술한 부분의 외부 표면 위에 위치할 수 있는 클램핑 요소(clamping element), 및 상기 클램핑 요소에 축 방향의 힘을 부가하기 위해 플러그형 슬리브의 길이 방향으로 전단(shear)을 위해 클램핑 요소에 결합될 수 있는, 본질적으로는 슬리브와 같은(sleeve-like) 조임 요소(tightening element)를 구비하며, 이에 의해 상기 클램핑 요소는 축 방향의 힘이 방사 방향으로 부가될 때 수축하는 방식으로 성형 및 설계되며, 상기 조임 요소는, 유체 압력 매질의 외부적 인가가 상기 조임 요소의 축 방향으로의 신장을 만들고 그 결과로 축 방향의 힘이 상기 클램핑 요소에 부가되도록 하는 방식으로, 성형 및 배열된다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 본질은 하기의 내용에 있다.: 특히 막대, 케이블 또는 파이프 형태인 대상물에의 고정을 위한 플러그형 슬리브는, 제 1 단부 및 본질적으로 슬리브와 같은 조임 요소를 구비하며, 상기 제 1 단부는 상기 대상물의 부분(section)을 수용하기 위한 개구부와 내부에 배열된 O-링을 포함하는 원주 홈을 가지고, 그리고 상기 전술한 부분의 외부 표면에 위치될 수 있으며, 상기 본질적으로 슬리브와 같은 조임 요소는, 축 방향의 압축 및 결과적으로 상기 O-링을 방사방향으로 수축하기 위해 상기 O-링에 상기 플러그형 슬리브의 길이 방향으로 전단(shear)을 위해 결합될 수 있으며, 이에 의해 상기 조임 요소는, 유체 압력 매질의 외부적 부가가 상기 조임 요소의 축 방향의 신장을 초래하도록, 성형 및 설계된다.

다른 대안으로서, 상기 클램핑 요소는 본질적으로 원추형의 환상 요소(conical annular element) 를 그의 외부 표면에 가지며, 바람직하게는 상기 제 1 단부에서 만들어진, 본질적으로 거울-반전된 원추형의 맞댄 접촉면(mating surface)과 함께 동작하여, 상기 환상 요소가 상기 접촉면에 대한 축 방향 힘의 부가에 의해 축 방향으로 이동할 수 있으며 그리고 이 경우에 있어서 방사방향으로 수축될 수 있다.

다른 한편, 상기 조임 요소의 특별한 설계 때문에, 상기 대상물의 부분이 사실상 플러그형 슬리브 내로 쉽게 삽입될 수 있으며, 그리고 다른 한편으로는, 매우 높은 추출 강도 뿐만 아니라 매우 우수한 밀봉 작용이 달성될 수 있다.

본 발명의 유리한 양태에 따르면, 상기 조임 요소는 초기 형상(initial configuration)으로부터 중앙 형상(dead-center configuration)을 거쳐 최종 형상(end configuration)으로 변환될 수 있도록 설계되며, 이에 의해 상기 조임 요소의 길이는 상기 초기 형상에서 가장 짧으며, 상기 중앙 형상에서는 가장 길고, 그리고 상기 최종 형상에서는 상기 중앙 형상에서 보다 다소 짧고 상기 초기 형상에서 보다는 더욱 길다.

본 발명의 다른 유리한 양태에 따르면, 상기 조임 요소는 스냅 기능(snap function)을 가지며, 이에 의해 상기 조임 요소는 그의 중앙 형상으로부터 그의 최종 형상으로 단계적으로 전환하고 그리고 최종 형상에서 외부적으로 가해진 힘이 없이도 그대로 머무른다.

본 발명의 유리한 양태에 따르면, 상기 조임 요소는, 그의 초기 형상에서는 통(barrel)과 같이 본질적으로 외부로 만곡 또는 굴곡져 있고, 그의 중앙 형상에서는 본질적으로 펼쳐 있으며 그리고 그의 최종 형상에서는 쿠션과 같이 본질적으로 내부로 만곡 또는 굴곡져 있다.

바람직하게, 상기 제 1 단부에서는, 원주 챔버(circumferential chamber)가 설계되며, 상기 조임 요소는 상기 클램핑 요소 옆에서 상기 챔버 내에서 길이 방향으로 배열되며, 그리고 상기 조임 요소는 길이 방향으로 상기 챔버의 정면(frontal) 경계 영역으로부터 상기 클램핑 요소 쪽으로 뻗으며, 이에 의해 상기 조임 요소는, 적어도 중간 부분에서, 내측 방사방향으로 변형되게 설계되며, 이에 의해 상기 조임 요소의 내측 방사방향으로의 변형은 길이 방향에서의 신장(elongation)을 만들어 내고, 그리고 상기 조임 요소의 신장(elongation)에 의해 축 방향의 힘이 상기 클램핑 요소에 부가된다.

상기 플러그형 슬리브는 상기 원주 챔버 쪽으로 흐르는 유체 압력 매질을 위한 접속부(connection)를 적절하게 가진다.

상기 접속부에는 제거 가능하거나 또는 파손 가능한 밀봉재가 적절하게 구비되어 있다.

본 발명의 다른 유리한 관점에 따르면, 상기 조임 요소는 제 1 캐리어 링 및 상기 제 1 캐리어 링과 일정거리 이격된 제 2 캐리어 링 및 2개의 캐리어 링 사이에 있는, 판과 같이 생긴 다수 쌍의 링크를 구비하며, 이에 의해 각 경우에 있어서, 한 쌍의 링크가 길이 방향으로 상호 옆에 배열되고 그리고 축을 중심으로 상호 회전할 수 있도록 하는 방식으로 연결되며, 그리고 각 경우에 있어서, 상기 제1 캐리어 링 상에 있는 한 쌍의 링크의 어느 하나와 제 2 캐리어 링 상에 있는 한 쌍의 링크의 다른 하나의 링크가 경사지는 방식으로 연결되며, 그리고 각 경우에 있어서 한 쌍의 2개의 링크가 상호 기울어져 배열된다.

이 경우에 있어서 바람직하게는, 상기 링크들 및 캐리어 링은 탄성 밀봉 호스에 의해 둘러싸여 있다.

유리한 실시예에 따르면, 상기 클램핑 요소는 O-링을 포함하여, 이것은 한편으로는 상기 홈(groove)의 원주 표면 상에서 지지되고, 다른 한편으로는 홈의 칼라(collar) 상에 지지되며, 그리고 상기 홈에 연결되는 원주 챔버는 상기 제 1 단부 내에 만들어지며, 이에 의해 상기 조임 요소가 길이 방향으로 챔버 내에서 O-링 옆에 배열되고 그리고 본질적으로 상기 챔버의 정면(frontal) 경계 표면으로부터 O-링에까지 길이 방향으로 신장하며, 그리고 상기 조임 요소는, 적어도 중간 부분에서, 내측 방사방향으로 변형되도록 설계되며 이에 의해 상기 조임 요소의 내측 방사방향으로의 변형이 길이 방향으로의 상기 조임 요소의 신장(elongation)을 만들어 내며 그리고 이에 의해 상기 O-링이 상기 조임 요소의 신장에 의해 축 방향으로 압축된다.

상기 플러그형 슬리브는 바람직하게는 안정성을 개선하기 위해 튜브와 같은 대상물에 끼워질 지지 슬리브를 포함한다.

바람직하게는, 상기 플러그형 슬리브에는 지시자가 마련되어 있으며, 상기 지시자는 상기 조임 요소가 초기 형상인지 또는 최종 형상인지를 나타낸다.

본 발명의 다른 유리한 관점에 따르면, 상기 플러그형 슬리브는 제 1 단부에 설계 및 구비되는 제 2 단부를 가지며, 상기 제 2 단부는 단일 부품을 형성하거나 또는 연결되며, 제 2 단부는 제 1 단부와 본질적으로 동일하다. 그 결과로, 상기 플러그형 슬리브는 2개의 대상물, 특히 파이프를 연결하는 데 사용될 수 있다.

바람직하게 이 실시예에서는, 상기 클램핑 요소 또는 실제로는 O-링이 서로 맞대고 있는 2개의 단부의 측면 상에서 두개의 단부 내에서 배열된다.

이 경우에 있어 적절하게는, 유체 압력 매질을 위한 하나의 분리된 접속부가 각각 제 1 단부 및 제 2 단부에 제공된다. 다른 대안으로서, 상기 플러그형 슬리브는 양 단부에 공통인 유체 압력 매질을 위한 하나의 접속부를 가질 수 있다.

이하에서, 본 발명은 도면에 묘사된 실시예에 기초하여 보다 상세히 설명된다. :
도 1은 제 1실시예를 통해서 고정되지 않은 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이 방향 단면을 보여준다.
도 2는 도 1과 유사한 길이 방향 단면을 보여주며, 다만 고정된 상태이다.
도 3은 도 1의 플러그형 슬리브의 조임 요소를 그 내부가 보이도록 비스듬하게 절단한 상태를 보여준다.
도 4는 도 2의 플러그형 슬리브의 조임 요소를 그 내부가 보이도록 비스듬하게 절단한 상태를 보여준다.
도 5는 조임 요소를 통한 도식화한 상세 단면을 보여준다.
도 6은 제 2실시예를 통해서 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 7은 제 3실시예를 통해서 역시 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 8은 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.
도 9는 제 4실시예를 통해서 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 10은 제 5실시예를 통해서 고정되지 않은 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 11은 제 5실시예를 통해서 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 12는 도 11에 따른 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.
도 13은 고정용 안전 와셔(clamping safety washer)를 보여준다.
도 14는 제 6실시예를 통해서 고정되지 않은 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 15는 제 6실시예를 통해서 고정상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 16은 도 14에 따른 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.
도 17은 도 15에 따른 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.
도 18은 제 7실시예를 통해서 고정되지 않은 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 19는 제 7실시예를 통해서 고정 상태에 있는 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 길이방향 단면을 보여준다.
도 20은 도 18에 따른 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.
도 21은 도 19에 따른 플러그형 슬리브의 상세 단면을 보여준다.

아래의 설명에 대해서 다음과 같은 규칙이 적용된다.: 어느 한 도면에서 모든 요소에 참조 번호가 제공되지 않았다면, 각 경우에 있어서 관련 설명 부분과 관련하여 각각의 다른 도면에서 언급이 이루어진다. 축 방향 또는 길이 방향은 실제 사용함에 있어서 상기 플러그형 슬리브에 연결될 대상물을 상기 플러그형 슬리브 쪽으로 끼우거나 또는 상기 플러그형 슬리브를 상기 대상물로 미는 방향으로 정의된다. 따라서, 방사 방향은 상기 길이 방향에 수직인 각 방향으로 정의된다.

전체적으로 M으로 언급되었으며 그리고 도 1 및 도 2에서 묘사된 플러그형 슬리브는 여기서는 파이프(1)의 끝 부분(1a) 상에 설계된다. 상기 플러그형 슬리브는 개구부(110)를 가지는 제 1단부(100)를 포함하며, 개구부를 통해서 상기 플러그형 슬리브(M)와 연결될 파이프(2)의 끝 부분(2a)이, 이후에 만들어진 정지 칼라(stop collar)까지 상기 플러그형 슬리브쪽으로 끼워진다. 환상의 측면 경계면(annular lateral boundary surface; 131) 및 원주면(132)을 가지는 원주 챔버(130)뿐만 아니라 환상 칼라(annular collar; 121) 와 원주면(circumferential surface;122)을 가지는 원주 홈(120 )이 단부(100)에 형성된다. 탄성 중합 (또는 다른) 물질로 이루어진 O-링(140) 형태의 클램핑 요소는 상기 홈(groove,120) 내로 삽입되고, 그리고 물질이 상기 홈(120)의 칼라(121)와 원주면(122)에 의해 지지된다. 전체적으로 150으로 명명된, 본질적으로는 슬리브와 같은(sleeve-like) 조임 요소는 챔버(130) 내에 배치되며, 그리고 상기 챔버(130)의 환상의 측면 경계면(131)으로부터 O-링(140) 쪽으로 펼쳐진다. 상기 O-링(140)과 상기 슬리브와 같은 조임 요소(150)는 플러그형 슬리브 내에 위치된 파이프(2)의 끝 부분(2a)을 둘러싼다. 유체 압력 매질을 위한 접속부(160)는 상기 플러그형 슬리브의 단부(100)의 외부에 배치되어 있으며, 홀(161)을 통해서 상기 챔버(131)로 흐른다. 유체 압력 매질은 접속부(160), 예를 들면 배관(171)을 거쳐서 압력 매질 용기(170)로부터 플러그형 슬리브의 챔버(130)로 공급될 수 있다. 또한 압력 매질 용기 대신에, 적당한 압력 매질 펌프 또는 압축기가 제공될 수 있다.

상기 슬리브와 같은 조임 요소(150)의 보다 상세한 설계는 도 3 및 도 4의 비스듬하게 절단한 것으로부터 분명하게 알 수 있다. 조임 요소는 제 1 캐리어 링(carrier ring; 151)과 상기 제 1 캐리어 링으로부터 축 방향으로 소정 거리에 있는 제 2 캐리어 링(152)을 포함한다. 2개의 캐리어 링(151과 152) 사이에는 복수의, 예를 들면 10쌍의 판과 같은 링크(153 및 154)가 매달려 걸려있으며, 이들은 함께 상기 조임 요소(150)의 재킷(jacket)을 형성한다. 상기 두 개의 캐리어 링(151 및 152)과 상기 판과 같은 링크(153 및 154)는 탄성의 밀봉 호스(sealing hose)(155)에 의해 둘러싸여 있으며, 그의 일측 상에는 방사 방향으로 외부로 돌출하는 고정 플랜지(155c)를 가지고 있다. 내부에서는, 링크(153 및 154)를 둘러싸는 포대(bag; 155a 및 155b)가 마련되어 있으며, 이는 도 5의 개략적 단면도로부터 특히 분명하다.

상기 판과 같은 각 쌍의 링크(153 및 154)는 길이 방향으로 상호 옆에 배치되며 그리고 축을 중심으로 회전할 수 있는 방식(제한된 방식)으로 상호 연결된다. 축을 중심으로 회전할 수 있는 방식(제한된 방식)으로 각 쌍 중의 하나의 링크(153)가 캐리어 링(151)에 연결되고 그리고 다른 링크(154)가 다른 캐리어 링(152)에 연결된다. 각 쌍의 두개의 링크들(153 및 154)은 각 경우에 있어서 서로를 향해 기울어져서, 2개의 캐리어 링(151 및 152) 사이의 중간 부분에서 상기 링크(153 및 154)에 의해 형성된 상기 조임 요소(150)의 재킷이, 상기 캐리어 링의 주변부 보다 더 큰 직경을 가진다. 따라서 그것이 재킷 또는 상기 링크들(153 및 154)의 영역에서, 상기 조임 요소(150)는 기본적으로는 통(barrel)과 같은, 부풀어져 있거나 또는 굽은 형상을 가지며, 이것은 이하에서는 초기 형상(initial configuration)으로 언급된다.

이하에서, 상기 플러그형 슬리브(M)의 동작 모드가 설명된다.

플러그형 슬리브(M)를 파이프(2)의 끝 부분(2a) 위에 고정시키거나 또는 반대로 플러그형 슬리브(M) 내에 상기 끝 부분(2a)을 고정시키기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)이 상기 개구부(110)를 통해서 상기 플러그형 슬리브(M)의 단부(100) 내로 끼워진다. 이때 O-링(140)은 아직 고정 또는 압축되지 않으므로, 상기 끝 부분(2a)을 끼워 넣는 것을 사실상 손쉽게 할 수 있다.

다음 단계로서, 상기 플러그형 슬리브(M) 내에 상기 끝 부분(2a)을 확실하게 고정하는 작업은 상기 조임 요소(150)에 의해 수행된다. 이를 위해서, 상기 링크(153 및 154)에 의해 형성된, 상기 조임 요소(150)의 재킷의 외부 표면이 유체 압력 매질(fluid pressure medium)에 노출된다. 이를 위해서 상기 압력 매질은, 전형적으로는 압축된 공기일 수 있는 데, 상기 접속부(160)를 통해서 상기 챔버(130)로 도입된다. 상기 조임 요소(150)에 압력을 가하기 때문에, 재킷은 내측 방사방향으로 변형되고, 그리고 상기 링크들(153 및 154) 사이의 각은, 각각의 경우에 있어서 한 쌍의 링크(153 및 154)가 하나의 평면에 놓일 때까지, 평평해진다. 상기 재킷의 내측으로의 변형에 의해, 두 개의 캐리어 링(151 및 152)은 상호 외측으로 눌려져서, 상기 조임 요소(150)는 길이 방향으로 확장한다. 결과로서, 상기 조임 요소(150)의 캐리어 링(151)은 축 방향으로 상기 O-링(140)을 누르고 그리고 축 방향으로 O-링을 압착한다. O-링의 탄성 중합 물질이 거의 비압축 방식으로 거동하므로, 상기 O-링(140)은 내측 방사방향으로 수축되고 그리고 이 경우에 있어서 파이프(2)의 끝 부분(2a)의 외측 표면을 큰 힘으로 누르며, 이에 의해 상기 끝 부분이 마찰력에 의해 단단하게 지지된다.

상기 링크들(153 및 154)에 의해 형성된 상기 재킷이, 각 경우에 있어서 한 쌍의 링크들(153 및 154)이 한 평면에 놓이게 될 정도로, 내측으로 변형될 때, 상기 조임 요소(150)는 길이 방향으로 최대 확장 상태에 도달한다. 따라서 상기 조임 요소(150)의 펼쳐진 형상은 이하에서 중앙 형상(dead-center configuration)으로 명명된다.

도 1 및 도 2로부터 명백한 것처럼, 상기 링크들(153 및 154)은 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)을 통해서 작은 반경 거리 떨어져 있는 캐리어 링에 연결된 그들의 영역 내에 위치한다. 이것은 상기 링크들(153 및 154)에 의해 형성된 재킷이, 상기 링크들(153 및 154)이 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)의 외부 표면상에 일렬로 늘어설 때까지, 상기 중앙 형상을 거쳐 여전히 조금씩 계속 내측 방사방향으로 변형되는 것을 가능하게 한다. 이 경우에는, 상기 링크들(153 및 154)은 서로에 대해 약간의 각을 이룬다. 상기 링크들(153 및 154)의 이 위치에서는, 상기 조임 요소의 형상은 본질적으로 쿠션의 형상에서 약간의 만곡 또는 굴곡이 있는 상태이다. 조임 요소의 이 형상은 이하에서는 최종 형상(end configuration)으로 언급된다. 상기 조임 요소(150)의 최종 형상이 중앙 형상으로부터 오직 약간만 벗어나므로, 이 최종 형상에서의 상기 조임 요소의 전체 길이는 상기 중앙 형상에서의 것 보다 아주 조금 작다. 이것은 결과적으로, 상기 조임 요소(150)에 의해 가해진 것으로 상기 O-링(140)을 축 방향으로 미는 힘은 무의미할 정도로 좀더 작게 될 뿐이다. 따라서 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)에 대한 상기 O-링에 의해 가해진 몰딩력(molding force) 은 사실상 약화 되지 않는다. 도 2는 활성화된 상태 또는 고정된 상태의 플러그형 슬리브를 보여주며, 여기서 상기 조임 요소(150)는 최종 형상을 차지한다. 도 4는 이 최종 형상에 있는 조임 요소(150)를 보여준다.

상기 조임 요소(150)에 스냅 기능을 부여하는 엘보우 레버 시스템(elbow lever system) 유형은 상기 링크들(153 및 154)의 특별한 설계 및 배열에 의해서 형성된다. 이것은, 상기 압력 매질에 의해 만들어진 내부로의 변형이 중앙 형상 너머로 가버리자마자 상기 조임 요소(150)가 갑자기 최종 형상으로 변형된다는 것을 의미한다. 이 최종 형상은 안정적이며 그리고 상기 조임 요소는 외부로 힘을 가하지 않고도 이 최종 형상 상태로 남아 있어서, 이 접속을 유지하기 위해서, 압력 매체를 부가하는 것은 더 이상 필요하지 않게 된다.

특히 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 플러그형 슬리브(M)에는 상기 조임 요소(150)가 어떤 상태에 놓여 있는 지를 나타내는 지시자가 마련되어 있다. 여기서 상기 지시자는 핀(180)으로 설계되어 있으며, 상기 핀은 상기 링크들(153 및 154)에 의해 형성된 상기 조임 요소(150)의 재킷 위에서 상승하고 그리고 외측 방사방향으로 상기 개구부(161)쪽으로 뻗는다. 비활성 상태에서의 상기 조임 요소(150, 도 1)의 경우에는, 상기 핀(180)이 상기 개구부(161)를 통해 충분히 멀리 튀어나와서 상기 핀을 외부에서 볼 수 있다. 상기 조임 요소(150, 도2)의 활성화 상태에 있어서, 상기 핀은 보다 안쪽에 위치하여 볼 수 없다. 지시자(180) 대신, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 접속부(160)에 밀봉재(162)가 마련될 수 있으며, 상기 밀봉재는 압력 매체를 허용할 목적으로 제거 또는 파손된다.

또한, 상기 플러그형 슬리브에는, 상기 플러그형 슬리브 내로 끼워지는 파이프 없을 때, 상기 조임 요소가 상기 최종 형상으로부터 내측으로 변형되는 것을 방지하는, 안전 수단이 마련될 수 있다. 이것은 예를 들면 상호 회전 또는 틸팅(tilting)을 제한하는 링크(153 및 154)의 설계에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 플러그형 슬리브는, 상기 접속부(160)를 통해서 차압(differential pressure)을 인가함으로써 매우 간단하게 다시 분리될 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 밀봉 호스(155)와 일체화되어 있는 상기 포대(155a 및 155b)는, 상기 조임 요소(150)가 다시 도 1에 따른 그의 초기 형상에 도달할 때까지, 상기 링크(153 및 154)를 외측 방사방향으로 이동시킨다. 이 경우에 있어서 생성되는 상기 조임 요소의 축 길이의 단축 때문에, 상기 O-링(140)은 다시 감압되고, 상기 파이프 부분(2a)이 상기 플러그형 슬리브(M)로부터 실질적으로 손쉽게 추출될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 일 실시예를 나타내며, 여기서 상기 플러그형 슬리브(M)는 별도 부분으로 설계되어서 두개의 파이프(3 및 4)를 연결한다.

이 실시예에 따르면, 상기 플러그형 슬리브(M)는, 도 1 및 도 2에 따른 플러그형 슬리브의 단부(100)와 동일하게 설계되고 구비되는 2개의 단부(100 및 200)를 포함한다. 상기 2개의 단부(100 및 200)는 거울 모습으로 배치되어 단일 부품을 형성한다. 다른 방법으로서, 두 개의 단부들이 별도의 독립 부분으로 설계되고 적당한 방법으로 상호 연결된다. 상기 두 개의 단부들(100 및 200)은 공통의 개구부(110)를 가지며, 그 내부로 연결되는 상기 파이프(3 또는 4)의 한쪽 끝 부분(3a 및4a)이 다른 쪽으로부터 끼워진다. 상기 플러그형 슬리브의 단부들(100 및 200)이 도 1 및 도 2에 도시된 단부(100)와 동일하게 설계되어 배치되므로, 또한 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2에의 참조 번호와 동일 번호가 언급된다.

본 실시예에서 압력 매질의 도입(admission)은 두 개의 독립적인 접속부(160)를 통해 이루어지며 각 접속부는 단부들(100 및 200) 중의 하나에 배치되어 있다. 그러나 상기 두 개의 단부들의 챔버(130)는 소통하는 방식으로 연결되어서, 상기 압력 매체를 도입함에 있어서 단일의 공통 접속부로도 충분하다.

도 7의 실시예에 있어서, 상기 플러그형 슬리브는 또한 별도의 부분으로서 설계될 수 있으며, 여기서는 케이블 슬리브를 형성한다. 상기 플러그형 슬리브의 단부(100)는 관통 개구부(110)를 가지고 있으며, 이를 통해서 케이블(5)이 반입된다. 또한, 플러그형 슬리브는 도 1 및 도 2의 실시예에 있는 것과 동일하게 설계되고 그리고 구비되어 있으며, 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2의 참조 번호와 동일 번호가 언급된다.

밀봉 작용 및 조임력(추출 강도)을 증가시키기 위해서, 각 경우에서 할당된 조임 요소를 가지는 두 개 또는 그 이상의 O-링이, 거의 플러그형 슬리브의 각 단부를 위한 시리즈 연결 방식으로 제공될 수 있다. 파이프 표면의 대응 형상 때문에, 상기 연결은 또한 적극적 조치(positive action)를 함으로써 구성될 수 있다. 상기 O-링이 접촉하는 지역에서의 마찰(예를 들어, 모래)을 증가시키기 위한 수단을 인가함으로써, 지지력이 증폭될 수 있다. 상기 O- 링(140)은 전형적으로 탄성 중합체 물질로 구성되고, 다만 동작이 특별한 경우에 있어서는 경질 고무, 금속, 플라스틱 또는 탄성 중합체 플라스틱 이외의 물질로 구성될 수 있다. 또한 상기 O-링은 내부가 빈 상태로 만들어질 수 있다. 상기 O-링은 또한 (지지될 대상물 또는 파이프와 관련하여) 특별히 높은 접착계수를 가지는 물질로 만들어질 수 있는데, O-링의 제조 시에 있어서 예를 들면 특별한 물질(예를 들면, 모래)을 개시 물질에 추가함으로써 이 성질을 확보할 수 있다.

밀봉 조치의 개선 또는 추출력의 증가는 또한 고정 포인트(clamping point) 영역에서 고정되는 대상물 또는 파이프의 마찰력을 증가시키는 표면 구조에 의해, 예를 들면 홈을 제공하거나 또는 모래 또는 이와 유사한 것을 바르는 것에 의해서, 달성될 수 있다.

전술한 실시예들에서는, 조임 요소(150)에는 판과 같은 링크(153 및 154)가 구비되어 있다. 물론, 외부로부터 조임 요소에 부가된 압력 매질에 의한 조임 요소의 내측으로의 변형에 의해, 조임 요소의 축 방향의 신장이 달성되는 것이 확보되고, 그리고 상기 조임 요소가 필요한 조임력을 상기 O-링으로 충분히 전달하도록 딱딱하게 만들어지는 한, 다른 형상의 조임 요소를 만드는 것도 가능하다. 특히, 상기 조임 요소는 또한 예를 들면 적당한 플라스틱 또는 금속으로 만들어진 하나의 부품으로 이루어질 수 있다.

전술한 설명에서 명백한 것처럼, 파이프의 고정 및 밀봉은 축 방향으로 압착된 고무-탄성 요소(O-링)에 의해 달성된다. 과압 하의 액체 또는 기체 매질의 힘을 (조임 요소의 재킷)표면에 인가하는 것 때문에, 관형 축에 내측 방사상으로 작용하는 일차 힘이 생성된다. (조임 요소의 링크들에 의해 형성된) 기계적인 전송 요소는 이 힘을 전송하고 증폭하며 그리고 이것을 관형 축과 평행한 방향으로 상기 고정 및 밀봉 요소(O-링) 쪽으로 보낸다. 지지 및 밀봉 기능은 동일한 고무-플라스틱 요소에 의해 수행된다.

(둥근 또는 다각형의) 파이프와 같은 조임 요소는 관형 축에 평행한 개개의 복수 링크로 이루어지며, 이들은 외측 방사상으로 작용하는 힘을 받을 때, 이들이 축방향으로의 신장을 일으키는 방식으로 설계되며, 그리고 이 경우에 있어서 힘이 가해질 수 있다. 이들 링크들은 외측 방사상으로 작용하는 힘의 전송에 있어서, 축 방향 힘으로의 강한 변환이 일어나는 방식으로 설계된다.

이들 링크들은, 특정 선형 확장이 초과될 때, 이들 요소들이 (거의 완벽하게) 그들의 길이를 유지하고(스냅 기능) 그리고 상기 압력 매질에 의해 야기된 외부적으로 작용하는 힘이 제거되는 경우에도 다시 제자리로 돌아오지 않도록 하는 방식으로, 설계된다.

파이프들은 쉽게 결합될 수 있다. 기계적 연결 과정은 어떤 외부 반응력이나 토크를 만들어 내지 않는다. 이 연결은 오직 최소한의 준비 (소정 길이로 절단하고 그리고 선택적으로 절단 가장자리를 청소하는 것)를 필요로 한다. 상기 연결 과정이 수행된 후, 냉각이나 경화 시간이 필요하지 않다. 이 접속부는 즉각적으로 적재될 수 있으며, 그래서 지체없이 절차가 계속될 수 있다.

고정된 플라스틱 파이프를 누르는 거친 표면은 파이프에서 부분적인 테이퍼부를 만들며, 이것은 거의 확실한 복합체(quasi-positive composite)로 이어진다. 만약 이 테이퍼부가 바람직하지 않거나 또는 너무 크면, 도 9의 실시예에서 묘사된 바 대로 상기 파이프의 내벽은 지지 슬리브(175)에 의해 강화될 수 있다. 이 경우에 있어서 상기 지지 슬리브(175)는 마찰-증가 방식으로 그의 외측 표면에 예를 들면 홈(groove)을 가지는 구조로 설계될 수 있다. 고정력(clamping force)의 작용하에서, 얇은 벽의 파이프는 상기 지지 슬리브의 표면 구조에 맞도록 되며, 그리고 따라서 추출력을 증가시키는 작용이 발휘된다. 또한 도 9의 플러그형 슬리브는 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하게 설계 및 구비되며 그래서 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2에 참조 번호와 동일 번호가 언급된다.

도 10 내지 13은 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 변형예들을 나타내며, 여기서 고정용 안전 와셔(185)는 추출력을 더욱 증가시키기 위해 클램핑 요소(150)와 O-링(140)사이에 배열된다. 상기 고정용 안전 와셔(185)는 도 3의 (축소된) 평면도에 묘사되어 있다. 또한, 도 10 내지 12의 플러그형 슬리브는 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하게 설계 및 구비되며 그래서 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2에 참조 번호와 동일 번호가 언급된다.

당해 기술 분야에서 그 자체로 공지된 방식으로, 상기 고정용 안전 와셔(185)는, 상기 워셔면 내부쪽으로 향하고 그리고 상기 워셔면으로부터 굴곡된 티스(teeth) 또는 클로(claws)(185a)를 가지며, 이들은 상기 조임 요소(150)가 비활성화 상태에 있을 때, 접촉하지 않거나 또는 상기 파이프부(2a) 의 표면을 단지 가볍게 접촉한다(도 10). 상기 조임 요소(150)가 고정될 때(도 11), 상기 고정용 안전 와셔(185)는 변형되고, 이에 의해 상기 티스 또는 클로(185a)는 도 12에서의 상세한 묘사로부터 명백한 것처럼, 상기 파이프면(2a)의 표면에 묻히게 된다. 그 결과로, 추출 강도가 증가된다. 또한 스페이서 링에 의해 이격된 복수의 고정용 안전 와셔가 존재할 수 있다.

도 14 내지 17은 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 실시예를 보여주는 것으로서, 여기서는 O-링 대신에 환상 요소(annular element; 190)가 클램핑 요소로 제공된다. 또한, 도 14 내지 17의 플러그형 슬리브는 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하게 설계 및 구비되며 그래서 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2에 참조 번호와 동일 번호가 언급된다.

상기 환상 요소(190)는 원추형의 외부 표면(191)을 가지며, 이것은 상기 조임 요소(150)에서 멀어지는 방향으로 테이퍼져 있다. 상기 플러그형 슬리브의 단부(100)에서, 거울-반전된 맞댄 접촉면(a mirror-inverted mating surface; 192)이 제공되며, 이것은 환상 요소(190)의 원추형 외부 표면(191)과 함께 동작한다. (본질적으로는 축 방향으로 비압축성인) 상기 환상 요소(190)가 상기 조임 요소(150)의 제 1 캐리어 링(151)에 인접하여 위치한다. 상기 조임 요소(150)의 비활성화 상태에 있어서, 상기 환상 요소(190)의 내부 직경은, 지지된 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)의 외부 직경보다 약간 크다(도 14 및 도 16에서의 상세한 묘사). 상기 조임 요소(150)를 활성화할 때, 상기 환상 요소(190)는 상기 조임 요소(150)의 길이 변화에 기초하여 축방향으로 이동되며, 이에 의해 원추형 외부 표면(191)을 가지는 상기 환상 요소(190)는 상기 접촉면(192)을 따라서 슬라이드하며 그리고 이 경우에 있어서 방사방향으로 압착되어, 상기 환상 요소가 상기 파이프(2)의 끝 부분(2a)의 외부 표면 위를 꼭 누르고 그리고 후자(끝 부분의 외부 표면)를 견고하게 고정한다(도 15 및 도 17에서의 상세한 묘사). 상기 환상 요소는 또한 선택적으로는 분할 방식 (예를 들면 드릴 척(drill chuck)에 따라서)으로 설계될 수 있다.

최종적으로, 도 18 내지 21은 본 발명에 따른 플러그형 슬리브의 다른 실시예를 나타내며, 이들은 도 1 및 2 또는 도 14 내지 17에 따른 실시예들의 결합을 나타낸다. 이 실시예에 있어서, O-링(140)과 환상 요소(190) 양자가 클램핑 요소로서 존재한다. 다른 방법으로는, 도 18-21의 플러그형 슬리브는 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하게 설계되고 구비되며 그래서 동일한 기능을 가지는 부분에는 도 1 및 도 2에 참조 번호와 동일 번호가 언급된다. 변형 실시예에 있어서, 상기 조임 요소(150)는 상기 환상 요소(190)를 이동시키며, 그리고 상기 O-링(140)은 도 20 및 도 21의 상세한 묘사에 나타난 바와 같이, 환상 요소를 누른다.

물론, 도 6 및 도 7의 실시예들은 또한 도 9 내지 21에 따른 변형 실시예와 같이 대응하여 설계될 수 있다.

본 발명에 따른 플러그형 슬리브는 특히 파이프 연결의 제조에 적합하다. 또한 그것은 예를 들면 케이블 피팅(fitting) 등과 같은 것에 사용될 수 있다. 상기 플러그형 슬리브는 연결된 부분의 원형 횡단면에 한정되지 않는다. 또한, 플러그형 슬리브는 또한 커버 또는 보호 캡으로서 사용될 수 있다.

Claims (15)

1. 막대, 케이블 또는 파이프 형태인 대상물을 고정시키기 위한 것으로서, 상기 대상물의 부분(2a)을 수용하기 위한 개구부(110)를 가지는 제 1 단부(100)와 전술한 부분(2a)의 외부 표면 위에 위치할 수 있는 클램핑 요소(140;190)를 가지는 플러그형 슬리브에 있어서, 상기 클램핑 요소(140;190)에 축 방향의 힘을 부가하기 위해 플러그형 슬리브의 길이 방향으로의 전단을 위해 상기 클램핑 요소(140;190)에 결합될 수 있는, 슬리브와 같은 조임 요소를 특징으로 하며, 상기 클램핑 요소(140;190)가, 축 방향의 힘이 부가될 때 방사방향으로 수축하는 방식으로 성형 및 설계되며, 상기 조임 요소(150)는, 유체 압력 매질의 외부적 인가가 상기 조임 요소(150)의 축 방향으로의 신장을 만들고 그 결과로 축 방향의 힘이 상기 클램핑 요소(140;190)에 부가되도록 하는 방식으로, 성형 및 배열되며,
   여기서, 상기 조임 요소(150)는 초기 형상으로부터 중앙 형상을 거쳐 최종 형상으로 변환될 수 있도록 설계되며, 이에 의해 상기 조임 요소(150)의 길이는 상기 초기 형상에서 가장 짧으며, 상기 중앙 형상에서는 가장 길고, 그리고 상기 최종 형상에서는 상기 중앙 형상에서 보다 다소 짧고 상기 초기 형상에서 보다는 상당히 긴 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 조임 요소(150)는 스냅 기능을 가지며, 이에 의해 상기 조임 요소는 그의 중앙 형상으로부터 그의 최종 형상으로 단계적으로 전환하고 그리고 최종 형상에서 외부적으로 가해진 힘이 없이도 그대로 머무르는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 조임 요소(150)는 그의 초기 형상에서는 통과 같이 외부로 만곡 또는 굴곡져 있고, 그의 중앙 형상에서는 펼쳐 있으며 그리고 그의 최종 형상에서는 쿠션과 같이 내부로 만곡 또는 굴곡져 있도록 설계되는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 단부(100) 내에, 원주 챔버(130)가 설계되며, 여기서 상기 조임 요소(150)는 상기 클램핑 요소(140;190) 옆에서 상기 챔버(130) 내에서 길이 방향으로 배열되며 그리고 길이 방향으로 상기 챔버(130)의 정면 경계 영역(131)으로부터 상기 클램핑 요소(140;190) 쪽으로 뻗으며, 그리고 상기 조임 요소(150)는, 적어도 중간 부분에서, 내측 방사방향으로 변형되게 설계되며, 이에 의해 상기 조임 요소(150)의 내측 방사방향으로의 변형은 길이 방향에서의 신장을 만들어 내고, 그리고 이에 의해 상기 조임 요소(150)의 신장에 의해 축 방향의 힘이 상기 클램핑 요소(140;190)에 부가되는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 원주 챔버(130) 쪽으로 흐르는 유체 압력 매질을 위한 접속부(160)를 가지는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 조임 요소(150)는 제 1 캐리어 링(151) 및 상기 제 1 캐리어 링과 일정거리 이격된 제 2 캐리어 링(152) 및 2개의 캐리어 링(151, 152) 사이에 있는, 판과 같이 생긴 다수 쌍의 링크(153, 154)를 구비하며, 이에 의해, 한 쌍의 링크(153, 154)가 길이 방향으로 상호 옆에 배열되고 그리고 축을 중심으로 상호 회전할 수 있도록 하는 방식으로 연결되며, 그리고 상기 제1 캐리어 링(151) 상에 있는 한 쌍의 링크의 어느 하나(153)와 제 2 캐리어 링(152) 상에 있는 한 쌍의 링크의 다른 하나의 링크(154)가 경사지는 방식으로 연결되며, 그리고 한 쌍의 2개의 링크(153, 154)가 상호 기울어져 배열되는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 링크들(153, 154) 및 상기 캐리어 링들(151, 152)은 탄성 밀봉 호스(155)에 의해 둘러싸여 있는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
9. 청구항 5에 있어서, 상기 클램핑 요소는 원주 홈(120) 내에 배열된 O-링(140)을 가지며, 상기 O-링(140)은 한편으로는 상기 원주 홈(120)의 원주 표면(122) 상에서 지지되고, 다른 한편으로는 홈의 칼라(121) 상에 지지되며, 상기 조임 요소(150)가 길이 방향으로 상기 챔버(130) 내에서 상기 O-링(140) 옆에 배열되고 그리고 상기 챔버(130)의 정면 경계 표면(131)으로부터 상기 O-링(140)에 까지 길이 방향으로 신장하며, 이에 의해 상기 O-링(140)이 상기 조임 요소(150)의 신장에 의해 축 방향으로 압축되는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 클램핑 요소는 원추형의 환상 요소(190)를 그의 외부 표면에 가지며, 상기 제 1 단부(100)에서 만들어진, 거울-반전된 원추형의 맞댄 접촉면과 함께 동작하여, 상기 환상 요소(190)가 상기 접촉면(192)에 대해 부가된 축 방향 힘에 의해 축방향으로 이동할 수 있으며 그리고 이 경우에 있어서 방사방향으로 수축될 수 있는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 클램핑 요소(140;190)와 상기 조임 요소(150) 사이에 배열된 적어도 하나의 고정용 안전 와셔(185)를 가지는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
12. 청구항 1에 있어서, 튜브와 같은 대상물 속으로 끼워질 수 있는 지지 슬리브(175)를 가지는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
13. 청구항 1에 있어서, 상기 조임 요소(150)가 초기 형상 또는 최종 형상을 차지하는 지를 지시하는 지시자(180)를 포함하는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
14. 청구항 1에 있어서, 단일 부품을 형성하거나 혹은 연결되고 그리고 제 1 단부와 동일한 것인, 제 1 단부(100)에 설계 및 구비되는 제 2단부(200)를 가지는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 2개의 단부(100, 200) 내의 상기 클램핑 요소(140;190)는 서로 맞대고 있는 2개의 단부(100, 200)의 측면 상에서 배열되는 것을, 특징으로 하는 플러그형 슬리브.

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