KR102563006B1 - 파이프 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 커플링과 클램프밴드에 관한 것으로, 파이프 커플링은 하나의 클램프밴드와, 클램프밴드 안에 배치되는 적어도 하나의 내부하우징을 포함하고, 클램프밴드는 종방향 슬롯과, 클램프밴드 의 내경을 줄이기 위한 클램핑 메커니즘을 구비한다. 클램프밴드는 평평한 단일체로 이루어지고, 적어도 하나의 제1 외측 밴드부 및 적어도 하나의 제1 내측 밴드부를 더 구비하고, 이런 외측 밴드부와 내측 밴드부는 적어도 하나의 연결수단을 통해 연결된다. 또, 클램프밴드에 내부하우징을 고정하기 위한 연결 어셈블리가 제공되고, 이런 연결 어셈블리는 적어도 하나의 제1 연결부 및 적어도 하나의 제2 연결부로 이루어지며, 제1 연결부는 제2 연결부에 삽입되고, 연결 어셈블리의 연결부들 중의 적어도 하나가 제1 내측 밴드부에 제1 외측 밴드부를 연결하기 위한 적어도 하나의 연결수단으로 형성된다.

Description

파이프 커플링

본 발명은 청구범위 제1항의 서언에 따른 파이프 커플링과, 제12항의 서언에 따른 클램프밴드에 관한 것이다.

파이프 커플링은 2개의 파이프 단부들을 유체가 새지않게 연결하는데 광범위하게 사용되고, 조선이나 플랜트와 같은 산업분야에서 다수의 파이프 커플링들을 조립하기 때문에 용도에 따라서는 아주 대량으로 제작된다. 파이프 커플링은 해당 표준과 엄격한 기계적 조건을 만족해야만 한다.

DE 691 31 402 T2(EP 0 667 476B1)에 소개된 파이프 커플링은 내부 케이싱파이프와 외부 케이싱 파이프 및 클램핑수단을 포함하고, 2개의 케이싱 파이프들이 서로 겹쳐져 있다. 2개의 케이싱 파이프들의 축방향 단부 가장자리가 안으로 휘어져, 측면 플랜지를 형성한다. 외부 케이싱 파이프의 측면 플랜지는 내부 케이싱 파이프의 축방향 움직임을 제한하고, 내부 케이싱 파이프의 측면 플랜지는 그 안에 있는 개스킷의 축방향 움직임을 제한한다.

이런 방식의 단점은 클램프밴드를 갖춘 외부 케이싱 파이프는 물론 내부 하우징을 갖춘 내부 케이싱 파이프의 제조공정이 복잡한데 있다. 이런 파이프 커플링에서는 내부케이싱 파이프를 외부케이싱 파이프에 끼워맞춤할 수 있도록 제조과정을 조정해야만 한다. 또, 파이프 커플링의 조립도 아주 복잡하고 시간이 많이 소요된다.

EP 1 767 842B1의 파이프 커플링의 하우징은 서로 분리된 구간들로 이루어지고, 하우징 내부에 탄성링이 배치되며, 조임밴드가 조임기로 조여진다. 탄성링에는 하우징 구간들의 포지셔닝 구멍들에 맞물리는 그리핑 돌출부들이 다수 있다. 각각의 하우징 구간들의 외곽 표면에는 조임밴드를 안내하는 안내부가 있다.

이 방식의 단점은 서로 분리된 여러개의 구간들로 이루어진 하우징에 있다. 탄성링에 있는 하우징 구간들이 개별적으로 배열되면서 조임밴드로 둘러싸야만 하기 때문에 이미 복잡했던 파이프 커플링의 조립과정이 크게 방해된다. 각각의 하우징 구간들을 조이는 과정 동안, 실링 인서트 역할을 하는 탄성링이 원하는 정도 이상으로 변형되고 하우징 구간들 사이에 압착된다. 그 결과 탄성링이 파손되어, 파이프 커플링에 누수가 생기고 변형된다.

WO2013/118079A1의 파이프 커플링은 2겹 클램프밴드와 클램핑 메커니즘을 갖고, 클램프밴드의 외측 밴드의 2개 자유단부들이 리벳에 의해 클램프밴드의 내측 밴드에 연결된다.

GB 2 470 276A의 클램프밴드는 외부측면과 내부측면을 갖고, 클램프밴드가 원주변의 대부분을 둘러싸며, 단부 구역은 루프 형태이고, 자우단부들이 클램프의 내부 측면 부근에서 휘어지고, 루프들이 겹치는 부분이 각각의 연결부에서 클램프밴드에 연결된다.

DE 202 09 784 U1의 파이프 커플링은 2개의 파이프 단부들을 클램프 케이싱의 클램핑 메커니즘을 연결하고, 금속 스트립들이 고정 링으로서 클램프 케이싱의 내부에 조여진다. 클램프 케이싱은 1겹으로 이루어지고 금속스트립과 확실하게 연결된다. 이를 위해 클램프 케이싱에 있는 다수의 브라켓들에 금속 스트립의 단부들이 삽입된다.

이런 방식의 단점은 금속 스트립들이 클램프밴드의 내부에 고정되어, 각각의 파이프 단부에 파이프 클램프를 조립하는 동안 클램프밴드를 원하는대로 위치시킬 수 없다는데 있다.

본 발명의 목적은 이런 단점들을 갖지 않으면서도, 쉽고 빠르게 조립할 수 있는 파이프 커플링과 클램프밴드를 제공하는데 있다.

본 발명의 이런 목적은 독립 청구항들의 기술적 특징들에 의해 달성된다. 다른 장점들은 도면과 종속항들에 설명된다.

본 발명에 따른 2개의 파이프 단부들을 연결하기 위한 파이프 커플링은 하나의 클램프밴드와, 클램프밴드 안에 배치되는 적어도 하나의 내부하우징을 포함하고, 클램프밴드는 종방향 슬롯과, 클램프밴드 의 내경을 줄이기 위한 클램핑 메커니즘을 구비한다. 클램프밴드는 평평한 단일체로 이루어지고, 적어도 하나의 제1 외측 밴드부 및 적어도 하나의 제1 내측 밴드부를 더 구비하고, 이런 외측 밴드부와 내측 밴드부는 적어도 하나의 연결수단을 통해 연결된다. 또, 클램프밴드에 내부하우징을 고정하기 위한 연결 어셈블리가 제공되고, 이런 연결 어셈블리는 적어도 하나의 제1 연결부 및 적어도 하나의 제2 연결부로 이루어지며, 제1 연결부는 제2 연결부에 삽입되고, 연결 어셈블리의 연결부들 중의 적어도 하나가 제1 내측 밴드부에 제1 외측 밴드부를 연결하기 위한 적어도 하나의 연결수단으로 형성된다.

이 경우, 파이프 커플링의 클램프밴드에 내부하우징을 정위치시킬 수 잇다. 예컨대, 조립과정 동안, 파이프커플링의 내부하우징이 연결할 2개 파이프 단부들 영역에 배치되고, 그 뒤 클램프밴드가 연결 어셈블리에 의해 내부하우징에 위치하여, 파이프 커플링의 간단한 조립이 가능하고, 내부하우징과 클램프밴드 사이의 오염도 방지된다. 높은 축방향 하중도 견딜 수 있는 튼튼하고 기밀한 파이프 연결이 이루어진다.

연결수단은 바람직하게 클램프밴드에 배치된다. 이때문에 파이프 커플링을 몇 단계로 저렴하게 제조할 수 있다.

연결부들 중의 적어도 하나에 홈이 있다. 이 홈은 오목한 형상을 가져, 연결부를 다른 연결부에 결합하기 쉽고, 파이프 커플링의 신속한 조립을 가능케 한다.

연결부들 중의 적어도 하나는 구멍으로 이루어져 있어, 다른 연결부를 연결 어셈블리의 다른 연결부에 완벽하게 결합할 수 있고, (빗물, 바닷물, 화학약품 등의) 액체가 연결부 안에 쌓이는 것을 방지한다.

연결부들 중의 적어도 하나는 원형 구멍으로 형성되어, 내부하우징을 조립중에 클램프밴드에 대해 쉽게 정위치시킬 수 있다.

한편, 연결부들 중의 적어도 하나를 장공으로 형성하면, 클램프밴드와 내부하우징의 위치를 조립과정 동안 장공으로 이루어진 방향을 따라 서로에 대해 쉽게 조정할 수 있어, 특별한 조립상황도 쉽게 고려할 수 있다. 예를 들어, 내부하우징을 파이프 단부에 먼저 배치하거나 연결할 2개의 파이프 단부들에 직접 배치하고, 클램프밴드를 장공을 기초로 정렬할 수 있어, 파이프 커플링의 조립이 용이하다. 그 결과, 이런 파이프 커플링은 다양하게 유연하게 사용할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 장공이 내부하우징이나 클램프밴드의 표면을 따라 뻗거나 표면에 기울어지도록 하면, 클램프밴드나 내부하우징의 비틀림이나 움직임도 가능하다. 이 경우 파이프 커플링을 다양하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 장공들이 내부하우징이나 클램프밴드의 표면에서 곡면을 따라 뻗으면, 서로 연결할 파이프 단부들의 각도를 다양하게 할 수 있고, 서로 맞닿는 2개 파이프 단부들의 축선 오정렬도 보상할 수 있다.

연결 어셈블리의 조립 상태에서, 적어도 하나의 제1 연결부는 적어도 하나의 제2 연결부에 맞물리는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 연결부가 장공 형태이면, 제1 연결부로서 캠이나 돌출부를 사용할 수 있어 좋다. 제2 연결부로서 장공을 사용하면, 제1 연결부로서 캠이나 돌출부 대신 웹도 사용할 수 있어 좋다. 이런 종류의 조치는 파이프 커플링의 조임력을 개선시키는데, 이는 파이프 커플링의 클램핑 메커니즘을 조이면 거의 유격 없이 내부 하우징의 내경이 줄어들기 때문이다. 또, 큰 조임력이 내부하우징에 전달되어, 얇은 클램프밴드도 동시에 사용할 수 있는데, 이는 내부하우징이 힘을 전달하는 동안 생기는 힘을 견디는데 도움을 주기 때문이다. 재료조건이 낮으면 파이프 커플링의 제조비도 절감되고, 이는 파이프 커플링과 같은 대량생산품에 상당한 장점이 된다.

연결 어셈블리의 결합 상태에서, 제1 연결부는 제2 연결부 위로 뻗고, 돌출구간은 파이프 커플링의 다른 부위나 파이프 커플링에 배치될 부분을 제자리에 고정하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 반경방향 안쪽으로 뻗는 구간이 내부하우징 안에 배치된 실링인서트를 제자리에 고정하는 역할을 할 수 있다. 또, 반경방향 바깥으로 뻗는 구간은 방화케이싱과 같은 케이싱을 파이프 커플링에 정위치 고정하는 역할을 할 수 있다.

또, 제1 연결부가 클램프밴드에 배치되고, 제2 연결부는 내부하우징에 배치되면, 내부하우징을 클램프밴드에 대해 쉽게 고정하고 조립과정을 가속할 수 있다. 제1 연결부는 이때 돌출부인 것이 바람직하고, 이 경우 홈이나 구멍 형태인 제2 연결부에 삽입된다.

한편, 클램프밴드의 제1 연결부를 홈이나 구멍으로 형성하고, 그 안으로 돌출부로 이루어진 내부하우징의 제2 연결부를 삽입할 수도 있다. 이 경우, 내부하우징에 대한 클램프밴드의 포지셔닝을 외부에서 체크할 수 있다.

또, 클램프밴드와 내부하우징이 제1 연결부는 물론 제2 연결부 둘다를 가질 수도 있다. 이 경우, 파이프 커플링의 조립이 간단해지는데, 예컨대 파이프 커플링의 조립 상태에 특정 구성이 제공되기 때문이다. 제1 연결부는 이때 제2 연결부를 보완하는 형상을 갖는 것이 좋다.

또, 연결수단을 내부하우징에 배치하면, 클램프밴드에 대한 내부하우징의 연결을 조정할 수 있어, 내부하우징과 클램프밴드 사이의 원치않는 조임을 줄일 수 있다. 예컨대, 클램프밴드 외부에 배치된 분리가능한 연결수단의 구동수단을 이용해 내부하우징과 클램프밴드 사이의 조임을 분리할 수 있다.

연결부들 중의 적어도 하나를 분리가능한 디자인으로 하면, 클램프밴드와 내부하우징을 임시로나 조정가능하게 고정할 수 있다. 클램프밴드에 내부하우징을 임시로 고정할 수 있으면 클램핑 과정중의 파이프 커플링의 조립이 간단해진다. 그 결과, 이들 연결부들 중의 적어도 하나를 분리해 파이프 커플링의 원치않는 조임상태를 줄일 수 있다. 연결부들 중의 적어도 하나를 분리할 수 있게 하면, 일정한 틀 내에서 내부하우징에 대해 클램프밴드를 움직일 수 있다.

연결 어셈블리가 제1 외측 밴드부를 제1 내측 밴드부에 연결하기 위한 연결수단을 가지면, 파이프 커플링을 간단하고 경제적으로 생산할 수 있다. 예를 들어, 연결 어셈블리가 연결수단(볼트, 나사, 리벳 등)과 함께 제1 및 제2 연결부로서 구멍을 가지면, 연결수단을 파이프 커플링에 방사상 바깥쪽으로 배치할 수 있어 유리하다. 이 경우 연결 어셈블리가 외측 밴드부를 내측 밴드부에 연결함과 동시에 내부하우징을 모든 측면에서 고정하여 원치않는 공간적 포지셔닝을 방지할 수 있어 유리하다.

연결 어셈블리의 제1 연결부가 클램프밴드에 형성되고 연결 어셈블리의 제2 연결부가 내부하우징에 구멍으로 형성되며, 클램프밴드를 내부하우징에 분리 가능하게 연결하기 위한 연결수단이 이런 구멍 각각에 삽입되도록 할 수도 있다. 이 경우, 파이프 커플링의 원치않는 조임을 방지할 수 있다.

연결수단이 내부하우징에 맞닿는 스토퍼를 가지면 좋다. 연결수단이 2개의 구멍을 관통함은 물론, 2개의 구멍을 통해 클램프밴드의 종축선을 향한 방향의 반대쪽으로 반경방향으로 나가는 방향으로 뻗으면 좋다. 연결수단이 내부하우징을 클램프밴드에 분리 가능하게 연결하는 구동수단을 가지면, 내부하우징과 클램프밴드 사이의 모든 조임을 풀 수 있다.

연결 어셈블리가 클램프밴드의 종방향 슬롯 맞은편 부분에 배치되면 유리한 힘의 전달로 클램프밴드를 간단하고 대칭적으로 제작할 수 있다.

클램프밴드의 2개 단부들이 맞대기부에 배치되면, 클램프밴드가 원주부 대부분에서 2겹으로 이루어진다. 이 경우, 저렴한 재료비로 높은 클램핑 효과를 볼 수 있고, 이런 클램핑 효과가 클램프밴드의 거의 전체 원주부를 따라 일어나 튼튼한 파이프 커플링을 만들 수 있다.

또, 클램프밴드의 2개 단부들이 맞대기부에 배치되고 연결 어셈블리가 종방향 슬롯의 맞은편에 배치되면, 클램프밴드의 전체 원주부를 따라 높은 클램핑 효과를 볼 수 있고, 클램핑밴드의 원주부를 따라 일정한 클램핑 효과도 볼 수 있다.

2개의 단부들이 2겹 클램프밴드의 내측 밴드부 바깥으로 맞대기부에 배치되면, 많은 양을 간단히 제조할 수 있고, 조립상태에서도 파이프 커플링의 손상을 쉽게 점검할 수 있다.

또, 클램프밴드의 2개 단부들이 2겹 클램프밴드의 외측 밴드부 안쪽으로 맞대기부에 배치되면, 외측 밴드가 클램프밴드의 2개 단부들을 일정하게 압박하기 때문에 클램프밴드의 클램핑 효과를 개선할 수 있다.

연결 어셈블리가 형상결합 방식으로 설계되면, 높은 안전도의 연결을 확보하면서도 경제적인 제조가 가능하다.

또, 연결 어셈블리가 비형상결합 방식으로 설계되면, 제1 연결부와 제2 연결부의 조임을 조절할 수 있다.

또, 연결 어셈블리가 형상결합과 비형상결합 2가지로 설계되면, 연결부들을 분리할 수 있고 쉽게 결합할 수 있으며, 어느 경우에도 최적화할 수 있어, 특별히 다목적이고 부하능력이 큰 파이프 커플링을 제작할 수 있다.

내부하우징이 종방향 슬롯을 가지면, 파이프 커플링을 조이는 동안 내부하우징의 내경을 줄일 수 있고, 내부하우징이나 파이프 커플링의 클램핑 효과를 추가로 설정할 수 있다. 5

내부하우징이 적어도 하나의 측면 플랜지를 가지면, 실링인서트와 같은 인서트를 내부하우징에 수용할 공간이 생긴다. 그 결과, 이런 인서트를 내부하우징에 쉽게 설치할 수 있다.

또, 내부하우징이 종방향 슬롯과 측면 플랜지를 가지면, 전술한 장점들을 조합할 수 있다.

내부하우징이 종축선을 따라 클램프밴드의 클램프 밴드폭보다 작은 내부 하우징폭을 가지면, 파이프 커플링의 조임 상태에서 클램프밴드가 내부하우징에 가하는 조임력이 상승하고, 광범위한 분야에서 사용할 수 있는 튼튼한 파이프 커플링이 실현된다.

또, 내부하우징이 종축선을 따라 클램프밴드의 클램프 밴드폭보다 작은 내부 하우징폭을 가지면서 종방향 슬롯도 가지면, 전술한 장점들을 모두 발휘할 수 있다.

종방향 슬롯 대신에 또는 함께, 내부하우징이 종축선을 따라 클램프밴드의 클램프 밴드폭보다 작은 내부 하우징폭을 가지면서 적어도 하나의 측면 플랜지도 가지면, 역시 전술한 장점들을 모두 발휘할 수 있다.

파이프 커플링의 다른 예에서, 클램프밴드가 구멍이나 홈으로 설계된 적어도 하나의 연결부와, 돌출부로 이루어지면서 클램프밴드의 종축선을 향해 방사상 안쪽으로 뻗는 적어도 하나의 다른 제1 연결부를 가질 수 있다. 이 경우, 내부하우징은 돌출부를 이루면서 바깥쪽으로 돌출하는 적어도 하나의 제2 연결부와, 홈이나 구멍을 이루는 적어도 하나의 추가 제2 연결부를 더 가질 수 있다. 내부하우징의 제2 연결부는 여기서는 클램프밴드의 제1 연결부에 맞물리도록 설계된다. 클램프밴드의 다른 제1 연결부는 내부하우징의 다른 제2 연결부에 맞물리도록 설계된다. 내부하우징을 클램프밴드에 고정하면 내부하우징을 클램프밴드로 더 잘 조일 수 있고, 파이프 단부들을 신뢰성 있게 연결하는 튼튼한 파이프 커플링을 제조할 수 있다.

또, 연결 어셈블리가 다수의 제1 연결부들과 다수의 제2 연결부들을 가지면, 클램프밴드로 내부하우징을 더 잘 위치시킬 수 있다.

클램프밴드내 제1 연결부들 중의 적어도 하나가 내부하우징의 재료 두께보다 더 돌출하면서 탄성 실링인서트에 맞물리면, 제1 연결부로 실링인서트를 고정할 수 있어 바람직하다.

또, 클램프밴드와 그 안에 배치된 적어도 하나의 내부하우징 외에, 파이프 커플링이 적어도 하나의 다른 내부하우징을 갖고, 이 다른 내부하우징도 클램프밴드의 내부에 배치될 수 있다. 그 결과 연결할 각각의 파이프들이 적어도 하나의 내부하우징으로 둘러싸이고, 파이프 커플링으로 간단히 고정된다. 또, 이 경우, 연결상태의 파이프 커플링의 2개의 파이프들의 각도범위가 확장된다.

적어도 하나의 다른 내부하우징이 연결 어셈블리의 제1 연결부나 제2 연결부를 갖고, 이 연결부가 대응되게 설계된 제2 또는 제1 연결부에 삽입되면 바람직하다. 이 경우, 이런 다른 내부하우징도 연결 어셈블리에 의해 고정되고, 연결 어셈블리의 유연한 구조적 설계가 가능하다.

또, 상기 다른 내부하우징이 연결 어셈블리의 제1 연결부와 제2 연결부를 가지면, 연결 어셈블리가 다른 내부하우징을 더 잘 고정할 수 있다. 이런 다른 내부하우징을 클램프밴드로 고정하면 클램프밴드로 내부하우징을 더 잘 조일 수 있고 튼튼한 파이프 커플링을 쉽고 경제적으로 제조할 수 있다.

연결 어셈블리의 연결부들 중의 하나를 장공으로 설계하고, 이 장공이 파이프 커플링의 종축선을 따라 정렬되게 하면, 적어도 하나의 다른 내부하우징에 대한 클램프밴드 및/또는 적어도 하나의 내부하우징의 위치를 조절할 수 있어 바람직하다. 필요하다면, 클램프밴드를 장공으로 형성된 방향을 따라 재조정할 수도 있다. 장공 때문에, 연결할 파이프들의 축방향 움직임에 유연성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 장공이 클램프밴드 표면에서 곡면을 따라 뻗으면, 파이프 커플링의 2개의 연속된 파이프들의 각도범위가 확장된다.

청구항 13에 기재된 것처럼, 이상 설명한 파이프 커플링에 사용할 클램프밴드는 종방향 슬롯을 가지며, 평평한 단일체로 이루어진다. 이 클램프밴드는 적어도 하나의 제1 외측 밴드부 및 적어도 하나의 제1 내측 밴드부를 더 구비하고, 이런 외측 밴드부와 내측 밴드부가 적어도 하나의 연결수단을 을 통해 연결된다. 또, 클램프밴드에 내부하우징을 고정하기 위한 연결 어셈블리가 있고, 이런 연결 어셈블리는 적어도 하나의 제1 연결부 및 적어도 하나의 제2 연결부를 포함하며, 연결 어셈블리의 제1 연결부가 적어도 하나의 연결수단으로 형성된다. 그 결과, 다양한 내부하우징 디자인(예; 관형이나 다각형)을 필요한대로 할 수 있고, 특히 제1항에 따른 파이프 단부들을 연결할 파이프 커플링에 사용할 때 그렇다.

이런 연결 어셈블리가 적어도 하나의 외측 밴드부를 적어도 하나의 제1 내측 밴드부에 연결할 연결수단을 가지면, 클램핑 밴드의 간단하고 경제적인 제조를 구현할 수 있다.

이런 연결수단이 형상결합 방식으로 디자인되면, 대량 생산에도 불구하고 높은 연결 안전도가 확보되면서 경제적인 제조가 가능하다.

또, 연결수단이 비형상결합 방식으로 디자인되면, 제1 내측 밴드부로 제1 외측 밴드부를 조이는 것을 조절할 수 있다.

한편, 연결수단을 형상결합과 비형상결합의 2가지 방식 모두로 디자인할 수도 있다. 이 경우, 특수한 구현이 가능하여 분리와 결합이 가능하면서 제조가 쉽고 다양한 분야에 최적화되는 연결수단을 구현할 수 있어, 클램프밴드의 용도를 다양하게 구현할 수 있다.

클램프밴드의 2개 단부들이 맞대기부에 배치되면, 클램프밴드의 원주부 대부분에서 2겹으로 구현할 수 있다. 이 경우, 낮은 재료비로 높은 조임력의 흡수가 가능하고, 클램프밴드의 원주부 거의 전체에 작용하는 높은 클램핑효과를 확보할 수 있음은 물론, 튼튼한 클램프밴드를 경제적으로 제조할 수 있다.

클램프밴드의 2개 단부들을 2겹 클램프밴드의 내측 밴드부 바깥으로 맞대기부에 배치하면, 대량생산과 간단한 제조가 가능하고, 조립된 상태에서 파이프 커플링의 파손 점검이 쉽다.

또, 클램프밴드의 2개 단부들을 2겹 클램프밴드의 외측 밴드부 안쪽으로 맞대기부에 배치하면, 클램프밴드의 2개 단부들이 클램프밴드의 외부와 내부 사이에 배치되어, 클램프밴드의 조임력이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 커플링의 제1 실시예의 사시도;
도 2는 도 1의 파이프 커플링의 단면도;
도 3은 도 1의 파이프 커플링의 클램프밴드의 사시도;
도 4는 도 1의 파이프 커플링의 연결 어셈블리의 사시도;
도 5는 도 1의 파이프 커플링의 연결 어셈블리의 상세단면도;
도 6은 본 발명의 파이프 커플링의 다른 실시예의 사시도;
도 7은 도 6의 파이프 커플링의 단면도;
도 8은 도 6의 파이프 커플링의 연결 어셈블리의 확대단면도;
도 9는 본 발명의 파이프 커플링의 또다른 실시예의 사시도;
도 10은 도 9의 파이프 커플링의 단면도;
도 11은 본 발명의 파이프커플링의 다른 실시예의 단면도;
도 12는 도 11의 파이프 커플링의 확대단면도;
도 13은 본 발명에 따른 파이프 커플링의 또다른 실시예의 사시도;
도 14는 도 13의 파이프 커플링의 사시도;
도 15는 도 13의 파이프 커플링의 2개의 내부하우징의 분리상태의 사시도;
도 16은 파이프 커플링 어셈블리의 사시도;
도 17은 도 1~16들 중의 하나에 따른 파이프 커플링을 위한 다른 연결 어셈블리의 확대단면도.

도 1~5에 도시된 파이프 커플링(10)은 2개의 파이프를 단부끼리 연결하기 위한 것으로, 평평한 금속스트립으로 된 클램프밴드(20)를 포함한다. 단일체로 된 클램프밴드(20)는 2개의 루프(24,27)를 형성하고, 각각의 루프는 다른쪽 루프(24,27)를 마주보는 구역을 갖는다. 이들 루프(24,27)는 서로 떨어져 있고, 그 사이에 클램프밴드(20)의 종방향 슬롯(22)이 형성된다. 클램프밴드(20)는 루프(24,27) 구역을 제외하고는 2겹으로 이루어져 있다. 클램프밴드(20)의 단부(31,33)는 종방향 슬롯(22) 맞은편에 있는 클램프밴드의 측면상의 접촉부(29)에 의해 안쪽으로 배열된다. 클램프밴드(20)는 그 안에 내부 하우징(40)을 축방향으로 배열하기 위한 연결 어셈블리(30)를 더 구비한다. 파이프 커플링(10)은 파이프 커플링에 따라 디자인이 바뀔 수 있는 클램핑 메커니즘(12)을 포함한다. 도시된 클램핑 메커니즘(12)은 클램핑밴드(20)의 2개 루프(24,27)에 각각 배치되는 2개의 클램핑볼트(13,14)와, 2개의 클램핑수단(15,16)을 구비한다. 클램핑수단(15,16)은 제1 클램핑볼트(13)에 연결된다. 예를 들어, 클램핑수단(15,16)의 자유단부들은 클램핑볼트(13)에 형성된 암나사와 맞물리는 숫나사를 갖는다. 클램핑볼트(14)에는 클램핑수단(15,16)을 위한 개구부가 있다. 클램핑수단(15,16)의 구동수단을 작동시키면 클램핑볼트(13,14)가 서로에 대해 움직여 파이프커플링(10)을 조인다. 파이프커플링(10)은 종방향 슬롯(22)과 내부 실링인서트(19)의 간극을 메우는 브리지요소(18)를 더 구비한다.

연결 어셈블리(30)는 서로 맞물리는 제1 연결부들(32)과 제2 연결부들(34)를 포함한다(도 2, 5 참조). 제1 연결부들(32)은 클램프밴드(20)에 배열되고, 제2 연결부들(34)은 내부하우징(40)에 배열된다. 제1 연결부들(32)은 유격 없이 제2 연결부들(34)에 맞물린다. 그 결과, 내부하우징(40)이 모든 측면에서 클램프밴드(20)에 고정되고 원치않는 어긋남이 방지된다. 내부하우징(40)의 재료 두께는 클램프밴드(20)의 한개 층의 두께보다 크다.

다수의 제1 연결부들(32)은 각각 클램프밴드(20)의 종축선(23) 방향으로 돌출하도록 설계된다(도 3 참조), 이 구역에서는 클램프밴드(20)가 2겹으로서, 외측 밴드부(28)는 연결수단(26)에 의해 내측 밴드부(25)에 연결된다. 여기서는 연결수단(26)이 형상결합 클린치 연결방식으로 이루어지고, 클램프밴드(20)의 2개 단부(31,33)가 클램프밴드(20)의 내부에서의 맞닿게 된다.

원통형 내부하우징(40)은 축방향 단부들에서 구부러진다(도 4 참조). 이렇게 해서 생긴 측면 플랜지들(42,43)는 파이프커플링(10)의 내부하우징(40)에 실링 인서트(19)를 고정하는 역할을 한다. 내부하우징(40)에 있는 다수의 제2 연결부들(34)은 여기서는 원형 구멍으로 설계되었다. 이들 제2 연결부들(34)은 내부하우징(40)의 종방향 슬롯(45) 맞은편에 배열된다. 내부하우징(40)의 종축선(47)을 따른 내부하우징 폭(IGB)은 클램프밴드(20)의 클램프밴드 폭(SBB)보다 작다.

돌출부로 이루어진 (클램프밴드의) 제1 연결부들(32)과 원형 구멍으로 이루어진 (내부하우징의) 제2 연결부들(34)을 갖는 파이프커플링의 연결 어셈블리(30)에서, 양쪽 연결부들이 서로 맞물려 내부하우징(40)이 모든 측면에서 고정되고, 특히 클램프밴드(20)에 대해 내부하우징이 축방향으로 움직이지 않게 된다(도 5 참조). 내부하우징(40)은 파이프커플링(10)을 조이는 동안 같이 지지되는데, 이는 내부하우징(40)의 케이싱 원주변 방향의 조임력(F)가 제1 연결부들(32)에 작용하고 맞대기부(29) 반대방향으로 작용하기 때문이다. 내부하우징(40)은 제2 연결부들(34)의 구멍에 대해 제1 연결부들(32)의 돌출부들이 유격 없이 정확히 맞물려 고정된다.

돌출부나 구멍 대신, 다른 연결방식도 이용할 수 있다. 각각의 내측 밴드부(25)를 클램프밴드(20)의 외측 밴드부(28)에 연결하는 연결수단(26)을 제1 연결부(32)처럼 동시에 설계한다.

도 6~8은 클램프밴드(20)와 비슷하게 설계된 클램프밴드(120)를 갖는 파이프커플링(110)을 보여주지만, 내부하우징(140)이 다르게 구성되었다. 연결 어셈블리(130)도 다수의 제1 연결부들(132)과 제2 연결부들(134)로 구성되고, 제1 연결부들(132)은 클램프밴드(120)의 돌출부로, 제2 연결부들(134)은 내부하우징(140)의 장공으로 이루어지며, 장공들의 장측변들은 내부하우징(140)의 원주변 방향이다. 장공들의 장측변들은 내부하우징(140)의 표면과 평행하다. 장공이란 측변들이 폭 방향으로 서로 떨어져 동일하게, 구체적으로는 나란히 뻗고, 반원부의 직경은 장공의 폭과 같은 것이라고 보면 된다. 연결 어셈블리(130)은 파이프커플링(10)의 종축선을 따라 유격이 없게 디자인된다. 다수의 제2 연결부들(134)이 내부하우징(140)의 종방향 슬롯(145) 맞은편에 배치된다.

2겹 클램프밴드(120)가 2개의 루프(124,127)를 형성하고, 이들 루프는 종방향 슬롯(122)에 의해 서로 떨어져 있으며, 루프 각각에 클램핑볼트(113,114) 각각이 삽입된다. 클램핑 메커니즘(112)은 도 1~5의 메커니즘과 비슷하다.

돌출부로 이루어진 (클램프밴드의) 제1 연결부들(132)과 장공들로 이루어진 (내부하우징의) 제2 연결부들(134)이 서로 맞물려 내부하우징(140)을 고정한다(도 8 참조). 제1 연결부들(132)은 제2 연결부들(134)에 삽입되어 제2 연결부들의 측변들에 맞닿는다. 클램핑수단(115,116)을 조이는 동안, 제1 연결부들(132)은 맞대기부(129)에서 떨어져 있는 제2 연결부들(134)의 각각의 측변에 대해 제1 연결부들(132)을 압박하는 조임력(F)에 노출된다. 그 결과, 클램핑밴드(120)를 조이는 동안 내부하우징(140)이 고정된다.

도 9~10의 파이프커플링(210)은 클램프밴드(220)와 내부하우징(240)이 다르게 디자인된 것으로, 내부하우징이 클램프밴드(220) 안에 배열되고 전술한 내부하우징(40,140)과 대응하는 구조를 갖는다. 클램프밴드(220)는 1겹으로 이루어지고, 외측 밴드부(228)가 연결수단(226)을 통해 루프(224,227) 구역에서 내측 밴드부(225)에 연결된다. 클램프밴드(220)에 있는 제1 연결부(232)인 돌출부들은 구멍 형상의 내부하우징(240)의 제2 연결부들(234)에 끼워진다.

도 11~12의 (클램핑 메커니즘이 도시되지 않은) 또다른 파이프커플링(310)은 크램핑밴드(320)와 내부하우징(340)은 물론 다수의 연결부들(332,334)을 갖춘 연결 어셈블리(330)를 구비하고 있다. 제1 연결부들(332)은 클램프밴드(320)의 돌출부이고 제2 연결부들(334)은 내부하우징의 돌출부이다. 클램프밴드(320)의 돌출부들의 안쪽면에 오목부가 있다.

제2 연결부들(334)은 제1 연결부들(332)에 삽입되어 유격없이 정밀하게 맞물린다. 제1 연결부들(332)은 연결수단(326) 역할도 하여, 클램프밴드(320)의 내측 밴드부(325)에 외측 밴드부(328)를 연결한다. 클램핑수단(115,116)을 조이는 동안, 제2 연결부들(334)이 조임력(F)에 노출되고, 이 조임력은 맞대기부(329)에서 서로 떨어져 있는 제1 연결부들(332)의 측면쪽으로 제2 연결부들(334)을 압박한다.

도 13~15의 (클램핑 메커니즘이 보이지 않는) 파이프커플링(410)은 클램프밴드(420), 제1 내부하우징(440) 및 제3 내부하우징(441)을 구비하고, 내부하우징 둘다 클램프밴드(420) 안에 적어도 일부가 배치된다. 연결 어셈블리(430)에 다수의 연결부들(432,434)이 있는데, 제1 연결부들(432)은 클램프밴드(420)에, 제2 연결부들(434)은 2개의 내부하우징들(440,441)에 각각 배치된다. 제1 연결부들(432)은 클램프밴드(420)의 구멍이고, 제2 연결부들은 2개의 내부하우징(440,441)의 돌출부이다. 2개의 내부하우징(440,441)의 돌출부들이 클램프밴드(420)의 구멍들에 맞물린다.

클램프밴드(420)의 다수의 연결부들(432)은 장공 형태이고, 클램프밴드(420)의 표면에서 클램프밴드의 종축선(423) 방향을 따라 뻗는다(도 14 참조). 클램프밴드(420)는 2겹으로 되어있고, 외측 밴드부(428)가 연결수단(426)을 통해 내측 밴드부(425)에 연결되며, 클램프밴드(420)의 2개 단부(431,433)은 안쪽면에서 외측 밴드부(428)의 맞대기부에 놓인다. 본 실시예에서는 1겹 클램프밴드를 사용할 수도 있다. 예컨대, 장공이 2개의 내부하우징들(440,441)의 표면이나 클램프밴드(420)의 곡면을 따라 뻗어, 서로 연결할 파이프들의 각도에 융통성을 부여해, 2개 파이프들의 종축선 오정렬을 보상할 수 있다.

원통형 내부하우징들(440,441)은 반대쪽을 향해 있는 축방향 단부들에서 구부러질 수 있다. 이렇게 생긴 측면 플랜지들(442,443)은 파이프커플링(410)의 2개 내부하우징들(440,441)에 실링 인서트(419)를 고정하는 역할을 한다.

내부하우징들(440,441)의 축방향 단부구역들, 특히 측면 플랜지(442,443) 각각의 반대쪽의 단부구역에 다수의 연결부들(434)이 있고, 이런 연결부들은 내부하우징(440,441) 각각의 표면에서 반경방향으로 돌출되어 있다(도 15 참조).

도 16은 파이프커플링(410) 1개와 파이프커플링(411) 2개로 이루어진 파이프커플링 어셈블리(405)의 사시도로서, 2개의 내부하우징들(440,441)은 돌출부로 디자인된 제2 연결수단(434)을 통해 파이프커플링(410)의 클램프밴드(420) 안에 배열되고, 장공으로 디자인된 제1 연결부(432)에 의해 고정된다. 따라서, 클램프밴드(420)의 장공들로 인해 그 안에 배치된 2개 내부하우징(440,441)의 돌출부들이 클램프밴드(420)의 종축선(423)을 따라 그리고 횡방향으로 일정 한게내에서 움직이게 된다.

내부하우징들(440,441)에 고정된 파이프들은 2개의 파이프커플링들(411)에 의해 고정되고, 클램핑 메커니즘에 의해 조여진다. 파이프클램핑들(411)은 기존의 파이프커플링처럼 설계되거나, 파이프커플링(410)과 비슷하게 설계된다.

도 1~16의 연결수단들은 형상결합 클린치 연결방식을 취하지만, 나사, 리봇, 다월핀(dowel pin)과 같은 비형상결합 연결방식을 취할 수도 있다.

도 17의 연결 어셈블리(530)는 전술한 연결 커플링들(10,110,210,310,410)들 중의 하나에 배치될 수 있고, 클램프밴드(520)의 제1 연결부들(532)은 구멍 형태이며, 내부하우징(540)의 제2 연결부들(534)도 구멍 형태이다. 이 연결 어셈블리(530)에 있는 연결수단(526)은 볼트(550)와 너트(551)로 되어있다. 볼트(550)는 연결부(532)와 연결부(534)를 관통한다. 파이프커플링(510)의 내부를 향한 볼트의 단부에 달린 헤드가 내부하우징(540)을 압박한다. 커플링(510)의 외부를 향한 볼트 단부에 너트(551)가 위치한다. 연결수단(526)을 조인 상태에서, 너트는 커플링(510)의 클램프밴드(520)의 외면을 압박한다. 이런 연결수단(526)에 의해서 클램프밴드(520)로 내부하우징(540)을 조절하고 분리가능하게 고정할 수 있다. 파이프커플링(510)의 클램핑 메커니즘을 조이는 동안, 제1 연결부들(532)이 조임력(F)에 노출되고, 이 조임력이 연결수단(526)을 통해 제2 연결부(534)에 전달되어, 파이프커플링(510)에 내부하우징(540)을 지지할 수 있다.

Claims (14)

1. 2개의 파이프 단부들을 연결하기 위한 파이프 커플링(10;110;210;310;410; 510)에 있어서:
   하나의 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)와, 클램프밴드 안에 배치되는 적어도 하나의 내부하우징(40;140;240;340;440;441;540)을 포함하고;
   상기 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)는 종방향 슬롯(22;122;222)과, 클램프밴드의 내경을 줄이기 위한 클램핑 메커니즘(12;112;212;412)을 구비하며;
   상기 클램프밴드가 평평한 단일체로 이루어지고, 적어도 하나의 제1 외측 밴드부(28;128;228;328;428;528) 및 적어도 하나의 제1 내측 밴드부(25;125;225;325;425;525)를 더 구비하고, 이런 외측 밴드부와 내측 밴드부는 적어도 하나의 연결수단(26;126;226;326;426;526)을 통해 연결되며;
   클램프밴드에 내부하우징을 고정하기 위한 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)가 제공되고, 이런 연결 어셈블리는 적어도 하나의 제1 연결부(32;132;232;332;432;532) 및 적어도 하나의 제2 연결부(34;134;234;334;434;534)로 이루어지며, 상기 제1 연결부는 제2 연결부에 삽입되고;
   상기 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)의 연결부들(32,34; 132,134; 232,234; 332,334; 432,434; 532,534) 중의 적어도 하나가 제1 내측 밴드부(25;125;225;325;425;525)에 제1 외측 밴드부(28;128;228;328;428;528)를 연결하기 위한 적어도 하나의 연결수단(26;126;226;326;426;526)으로 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
2. 제1항에 있어서, 연결부들(32,34; 132,134; 232,234; 332,334; 432,434; 532,534) 중의 적어도 하나가 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연결부들(32,34; 132,134; 232,234; 332,334; 432,434; 532,534) 중의 적어도 하나가 구멍으로 디자인된 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
4. 제1항에 있어서, 제1 연결부(32;132;232;332;432;532)가 제2 연결부(34;134;234;334;434;534)에 맞물리는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
5. 제3항에 있어서, 제1 연결부(32;132;232;332;432;532)가 제2 연결부(34;134;234;334;434;534) 위로 뻗는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
6. 제1항에 있어서, 제1 연결부(32;132;232;332;432;532)가 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)에 배치되고, 제2 연결부(34;134;234;334;434;534)는 내부하우징(40;140;240;340;440;441;540)에 배치되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
7. 제1항에 있어서, 상기 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)가 제1 외측 밴드부(28p128;228;328;428;528)를 제1 내측 밴드부(25;125;225;325;425;525)에 연결하기 위한 연결수단(26;126;226;326;426;526)을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
8. 제1항에 있어서, 상기 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)의 제1 연결부(32;132;232;332;432;532)가 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)에 형성되고 연결 어셈블리의 제2 연결부(34;134;234;334;434;534)는 내부하우징(40;140;240;340;440;441;540)에 구멍으로 형성되며, 클램프밴드를 내부하우징에 분리 가능하게 연결하기 위한 연결수단(26;126;226;326;426;526)이 상기 구멍 각각에 삽입되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
9. 제1항에 있어서, 상기 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)가 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)의 종방향 슬롯(22;122;222) 맞은편 부분에 배치되고 및/또는 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)의 2개 단부들(31,33; 431,433)이 맞대기부(29;129;229;329;429;529)에 배치되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
10. 제1항에 있어서, 상기 연결 어셈블리(30;130;230;330;430;530)가 형상결합 및/또는 비형상결합 방식으로 디자인된 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
11. 제1항에 있어서, 상기 내부하우징(40;140;240;340;440;441;540)이 종방향 슬롯(45;145;245) 및/또는 적어도 하나의 측면 플랜지(42,43; 142,143; 243;243;442;443)을 갖고, 및/또는 상기 내부하우징(40;140;240;340;440;441;540)이 종축선을 따라 클램프밴드(20;120;220;320;420;520)의 클램프 밴드폭(SBB)보다 작은 내부 하우징폭(IGB)을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
12. 제3항에 있어서, 상기 구멍이 원형 구멍과 장공 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
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