KR19990067903A - 클램프가능한 파이프 커플링 - Google Patents

Abstract

파이프 커플링은 매끄러운 외측면을 갖는 2개의 파이프들을 축방향으로 연결한다. 파이프 커플링은 제 1의 절개된 환형의 링과 제 2의 절개된 환형의 링을 구비하고 있다. 상기 제 1 및 제 2의 절개된 환형의 링들은 금속의 스트립으로 만들어진다. 상기 스트립들 각각은 파이프들의 단부들을 둘러싸는 반경방향 내측의 모서리부분을 구비하고 있으며, 복수개의 치형부분들이 스트립의 반경방향 내측의 모서리부분들에 배치되어 있으며, 치형부분들은 상기 각각의 링들의 평면에 배치된다. 치형부분들의 자유단부는 커플링이 클램핑된 위치에 있을 때 파이프속으로 맞물려 들어가게 된다. 커플링에 삽입된 파이프를 향한 상기 치형부분들의 일측면은 그 자유단부에 인접하여 적어도 하나의 만입부를 갖는다. 상기 만입부는 치형부분의 자유단부를 향한 방향으로 치형부분의 상기 일측면에서 치형부분의 재료를 제거하여 형성된다.

Description

클램프가능한 파이프 커플링{Clampable Pipe Coupling}

본 발명은 매끈한 외측면을 갖는 2개의 파이프들을 축방향으로 연결하기 위한 클램프가능한 파이프 커플링에 관한 것이다. 상기 파이프 커플링은 금속 스트립으로 만들어진 절개된 환형 또는 링형상으로 된 요소를 포함한다. 상기 링들은 클램핑된 위치에서 파이프 단부들을 둘러싸는 반경방향 내측의 모서리부분을 구비하고 있다. 상기 링들의 반경방향 내측의 모서리부분은 링의 평면으로 연장된 치형부분을 구비하고 있다. 상기 치형부분들의 자유단부들은 파이프 커플링이 클램핑된 위치에 있을 때 파이프 재료속으로 맞물려 들어가게 된다. 또한, 상기 치형부분들은 다른 파이프에 맞물리는 치형부분들에 대하여 경사지게 연장된다.

예를들어, 독일 특허 제 DE 25 55 179 B2에 기재된 바와같은 종래의 파이프 커플링들은 뾰족한 톱니 형상으로 된 (또한, 발톱형상의 것으로도 불리워지는) 치형부분들을 구비하고 있다. 톱니 형상의 부분들의 원주방향으로 이웃하는 모서리부분들은 V자 형상을 갖는다. 상기 톱니 형상의 부분들의 반경방향 내측 전면은 커플링에 의해 결합되는 파이프들의 길이방향 축에 대하여 경상져 있다. 이들 치형부분들의 뾰족한 팁들은 파이프들이 금속일지라도 파이프 재료들 속으로 깊게 물려들어가게 됨으로써 파이프들이 높은 내부 압력을 받게 될 때 파이프들 단부들이 커플링 상태에서 해제되지 않게 된다. 상기 치형부분들이 충분히 강한 재료로 만들어진 경우에, 내부 압력이 증가됨에 따라 파이들은 분리되려고 하게 되어 치형부분들은 길이방향 축에 대하여 반경방향으로 경사진 위치로부터 치형부분들이 파이프의 길이방향 축에 직각으로 되는 위치를 향하여 이동되게 한다. 즉, 치형부분들은 파이프들이 그 내부 압력으로 분리되려고 할 때 반경방향으로 세워지게 된다. 치형부분들이 세워짐에 따라 파이프의 주변둘레에서 파이프속으로 맞물려들어가는 깊이와 파지력이 증가되어 내부 압력의 상승에도 불구하고 파이프 연결부의 축방향 일체성이 보장된다. 그러나, 매우 높은 내부 압력의 경우에, 치형부분들은 강성이 충분하지 않기 때문에 굽혀지게 된다. 이와같은 치형부분의 굽힘은 대부분 테이퍼진 뾰족한 단부들에서 발생하게 된다.

더욱이, 이와같은 종래의 톱니 형상의 부분들은 스트립의 평면에 직각으로 되지 않고 경사진 반경방향 내측의 전면을 갖고 있다. 따라서, 평평한 금속의 스트립으로부터 상기와 같은 톱니 형상 부분들을 형성하는 것은 매우 복잡한 작업이다. 유럽 특허출원 제 95116480.5호와 95116481.3호와 마찬가지로 독일 특허 제 27 31 464호, 41 11 952호, 42 04 762호 및 44 11 062호들에 기재된 것과 같은 파이프 커플링들의 치형부분의 구조들도 전술한 것과 같은 문제에 직면하게 된다.

본 발명의 목적은 보다 큰 강성과 강도를 갖는 치형부분들을 구비하고 생산이 보다 용이한 파이프 커플링을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 커플링의 정단면도.

도 2는 도 1의 파이프 커플링의 축방향 측면도.

도 3은 2개의 매끈한 표면으로 된 파이프들을 축방향으로 연결한, 클램프된 상태로 도시된 도 1의 파이프 커플링의 축방향 단면도.

도 4는 도 3의 확대도.

도 5는 도 1과 도 3 및 도 4의 좌측에 도시된 링의, 치형부분에 근접한 부분의 단면도.

도 6은 도 1 내지 도 3의 파이프 커플링의 링의 축방향 확대사시도.

도 7은 도 6의 링의 만입부 영역의 단면도.

도 8은 각 치형부가 2개의 만입부들을 구비한, 도 1 내지 도 3의 파이프 커플링에 사용하기 적합한 변형예의 링의 도 6과 같은 단면도.

도 9는 도 8의 링의 만입부 영역의 단면도.

도 10은 톱니들이 파형으로 된, 도 1 내지 도 3의 파이프 커플링에 사용하기에 적합한 다른 변형예의 링의, 도 6과 같은 확대도.

도 11은 도 10의 링의 만입부 영역의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 케이싱 3 : 파이프

4 : 루프 5, 6 : 볼트

8 : 슬로트 12, 18 : 링

13 : 치형부분 15 : 가스켓

20 : 만입부 21 : 팁

본 발명에 따른 파이프 커플링의 일 실시예에 따라, 상기 목적은 클램핑될 파이프 단부를 둘러싸는 반경방향 내측의 모서리부분을 구비한 절개된 환형의 링으로 달성된다. 상기 절개된 환형의 링의 반경방향 내측의 가장자리 부분에는 치형부분들이 형성되어 있다. 상기 치형부분의 일측면은 파이프 커플링 속으로 삽입되는 파이프의 외측면을 향하여 있다. 상기 치형부분의 일측면에는 치형부분의 자유단부에 인접하여 적어도 하나의 만입부가 형성되어 있다. 상기 만입부는 치형부분 일측면의 재료가 치형부분의 자유단부를 향하여 제거되어 형성된다.

상기 만입부에서 치형부분 재료의 제거작업으로 인하여 치형부분들은 보다 더 날카롭게 됨으로써 파이프 재료속으로 더 깊게 맞물려 들어가게 된다. 또한, 금속 스트립의 평면에 직각의 치형부분들을 절삭함과 동시에 적당한 다이 스탬프를 이용하여 만입부를 스탬핑함으로써 금속 스트립을 펀칭 또는 다이 컷팅하는 작업중에 간편하게 형성할 수 있다. 만입부들 각각의 위치에 있어서, 상기 만입부들은 치형부분들의 재료를 보다 조밀하고 강하게 한다. 만입부들을 따라 모서리부분에 보강수단을 추가하여 치형부분의 자유단부들 부근의 톱니형상 부분의 강성이 보다 증대되게 된다.

만입부들은 중공의 구형체 일부분의 단면 형상으로 되어 치형부분들이 강성을 매우 높게 하고 각 치형부분의 자유단부를 향한 치형부분 재료의 효과적인 제거를 보장한다.

본 발명의 상기한 목적과 특징들 및 장점들은 본 발명의 일실시예를 도시한 첨부도면을 참고한 아래의 상세한 설명으로부터 보다 명백하여질 것이다.

도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 파이프 커플링이 예시되어 있다. 상기 파이프 커플링은 외측의 판상의 스틸재 케이싱(1)을 포함하며, 그 케이싱은 완전한 링 보다 덜 굽혀져 있다(도 2참조). 각각의 전면(2)의 내경은 파이프 커플링에 의해 연결될 파이프(3)들의 외경 보다 더 크다(도 3 참조). 케이싱은 원주방향으로 절개되거나 개방됨으로써 완전한 링을 형성한다. 케이싱(1)의 자유단부들은 반경방향 외측으로 굽혀진 다음 다시 후방으로 굽혀짐으로써 완성된 링의 각각의 자유로운 외주면 단부에서 루프(4)를 형성한다(도 1과 도 2 참조). 케이싱(1)의 자유단부들은 버클 접합부(7)를 통하여 케이싱(1)의 외측면에 부착된다(도 1 참조). 볼트(5)는 각 루프(4)에 삽입된다. 각각의 루프(4)는 각 볼트(5,6)들 각각의 둘레로 연장된 슬로트(8)를 구비한다(도 1 참조). 각각의 볼트(5,6)는 조립된 상태의 슬로트(8)의 위치에 대응한 영역에 위치한 관통 구멍을 구비하고 있다. 상기 볼트(6)의 관통구멍에는 나사가 형성되지 않은 반면, 볼트(5)의 관통구멍에는 나사가 형성되어 있다. 헤드가 형성된 클램핑 스크류(9)는 각각의 슬로트(8)와 볼트(5,6)들의 관통구멍을 관통하여 연장되어 체결한다. 클램핑 스크류(9)의 나사가 형성된 축부는 볼트(5)의 내측면에 나사가 형성된 관통구멍과 결합된다. 각각의 클램핑 스크류(9)는, 클램프된 상태에서 헤드(10)를 향한 볼트(6)의 관통구멍의 단부에서 벌어진 포켓부에 대하여 접촉하는 턱(11)을 구비한 소켓 헤드(10)를 포함한다.

절두체 형상으로 되고 원주방향으로 불연속의 링(12)의 반경방향 외측 모서리는 케이싱(1)의 전면(2)에서 각각 반경방향으로 굽혀진 내측면에 대하여 접촉한다. 링(12)의 자유단부(14)들은 원주방향으로 겹쳐진다(도 2 참조). 링(12)들은 금속의 스트립으로 형성된다. 치형부분(13)들은 링(12)들의 반경방향 내측 모서리에 배치된다. 상기 치형부분(13)들은 링(12)을 형성하는 금속 스트립의 평면부에 배치된다.

탄성의 가스켓(15)은 케이싱(1)의 반경방향 내측에 배치된다( 도 3과 도 4 참조). 가스켓(15)의 축방향 단부들은 반경방향 내측으로 돌출한 립 시일(16,17)을 형성한다. 클램핑된 상태에서 립 시일(16,17)들은 파이프(3)의 외측면을 가압한다. 금속판의 링(18)은 립 시일(16)들 사이에 배치된다. 링(18)은 원주방향으로 절개된 링이며, 원주방향으로 서로 겹쳐지는 자유단부들을 갖는다. 링(18)은 클램핑된 상태에서 탄성의 가스켓(15) 재료는 파이프(3)들의 단부들 사이에서 압착되지 않도록 한다. 원형의 케이싱(1)의 양단부들 사이의 캡은 가스켓(15)의 외주면에 접촉하는 연결부에 의해 연결되고, 케이싱(1)의 단부들에 의해 겹쳐져 있다.

도 3 내지 도 5에 예시된 바와같이, 치형부분(13)들을 포함하는 링(12)은 35°- 55°사이, 바람직하게는 45°의 각도 α만큼 파이프에 대하여 경사져 있다. 만입부(20)는, 링(12)을 갖는 파이프 연결부측에 삽입된 파이프(3)를 향한 치형부분(13) 각각의 일측면(19)의 치형부의 자유단부 부근에서 링에 스탬핑되어 있다(도 5 내지 도 7 참조). 만입부(20)는 일측면(19)의 치형부분(13)이 치형부분의 자유단부를 향해 배치되게 한다(도 5 참조). 만입부(20)는 각각의 치형부분(13) 자유단부에서 날카로운 모서리로 된 팁(tip:21)을 형성한다. 상기 팁(21)은 50°-80°사이, 바람직하게는 70°의 모서리 각도 β를 갖는다.

각각의 만입부(20)의 표면은 중공 구형체의 단면과 같은 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 만입부(20)는 예를들어 원추형의 꼭지 또는 절두면, 삼각뿔 또는 사각뿔의 형상으로 될 수도 있다.

커플링이 클램핑된 상태에 있을 때, 팁(21)이 그의 자유단부에 배치된 치형부분(13)들은 도 3과 도 4에 도시된 바와같이 파이프재료 속으로 침입하게 된다. 따라서, 치형부분(13)은 파이프(3)의 내부 압력이 높아질 때 파이프(3)들이 서로 멀어지게 되는 것을 방지한다. 더욱이, 치형부분(13)과 함께 링(12)은, 파이프(3)가 그 내부 압력으로 인하여 서로 멀어지게 이동하려고 할 때 반경방향으로 지지하도록 한다. 따라서, 파이프의 내부 압력이 증가함에 따라 치형부분(13)은 파이프 재료 속으로 더욱 깊이 박혀 들어가게 되어서 그 결과 파이프의 내부 압력이 증가됨에 따라 커플링에 의해 제공되는 파이프 연결의 축방향 부하 지지능력이 더욱 증가된다.

링(12)들은 먼저 다이 컷팅 작업에 의해 금속판의 평면에 수직으로 된 평탄한 금속판을 펀칭함으로써 생산된다. 마찬가지로, 치형부분은 금속판으로부터 다이컷팅하여 형성된다. 이에 더하여, 만입부(20)는 치형부분(13)의 외측면(19)에 다이 스탬핑하여 형성된다. 단일의 다이 컷팅과 스탬핑 공정에서 치형은 치형부분(13)들의 자유단부를 향하도록 형성되는 한편, 최초에는 치형부분의 평면에 수직으로 연장된 치형부분(13)의 전면은 모서리 각도 β의 팁(21)으로 형성된다. 이와 함께 만입부(20)의 스탬핑은 만입부 영역의 치형 재료의 밀도 증가와 함께 강성을 증대시킴으로써 치형부분(13)의 굽힘 강성을 증대시킨다. 그러한 강성은 만입부(20)의 주변 모서리부분에 의해서도 더욱 증대된다. 따라서, 본 발명에 의한 파이프 클램프에 의한 파이프 연결은, 파이프가 통상의 파이프 커플링으로 클램핑되는 경우 파이프가 벌어질 정도의 높은 축방향 부하에 대해서도 치형부분(13)이 굽혀짐없이 지지할 수 있다.

도 8과 9에는, 원주방향으로 중복된 2개의 만입부(20)들이 각 치형부분(13)의 외측부(19)에 제공된 변형된 형상구조의 치형부분(13)을 예시하고 있다. 도 1 내지 9의 실시예들에서, 치형부분(13)은 반경방향 외측단부의 만입부(20)로부터 떨어져 선형적으로 연장되며 링(12)의 단부들이 절두 원추형으로 굽혀져 있다. 그러나 만입부(20)는 거의 원호상으로 반경방향 내측방향으로 돌출한 팁(21)이 형성되게 한다. 이와 대조적으로, 도 10과 도 11에 예시된 변형예에서 치형부분(13)은 사인파형상 또는 물결파형상으로 절단된다. 이와같은 만입부(20)의 스탬핑은 도 10의 축방향 단면도에 도시된 바와같이 치형부분(13)을 형성하는 크게 연속된 파형부분에 대한 중요한 영향을 끼치지 않는다.

금속제의 파이프들을 클램핑하기 위하여, 링(1)은 예를들어 스틸과 같은 강화된 금속판들로 형성되는 것이 바람직하다. 예를들어 플라스틱과 같이 보다 연질의 재료로 만들어진 파이프들에 대해서는 링(1)은 보다 연질의 판재료로 만들어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 클램프는 연료 또는 기상의 연료관용으로 사용하는 예에 대하여 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고 이 분야의 숙련자들에 의해 달리 변형 및 변경이 가능하다. 예를들어, 전면부(2)는 정확히 반경방향으로 연장되지 않고 서로에 대하여 축방향의 관계에서 굽혀지게 될 수도 있다. 링(12)들에는 파이프 재료에 물리도록 된 치형부(13)가 제공되는 것이 바람직하다. 다른 링들도 물론 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 전면부(2)가 적당한 링으로 구성되어 링(12)들이 필요하지 않게 될 수도 있다. 변형적으로, 케이싱(1) 내부에는 이중 열로 된 톱니 모양의 링들이 구비될 수 있으며, 그 각각의 링의 치형부는 길이방향의 축에 대하여 반대방향 또는 동일 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 그러므로, 그와 같은 변형 및 변경들 모두는 첨부된 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따라, 만입부를 스탬핑함으로써 만입부 영역의 치형 재료의 밀도 증가와 함께 강성을 증대시킴으로써 치형부분의 굽힘 강성을 증대시킨다. 그러한 강성은 만입부의 주변 모서리부분에 의해서도 더욱 증대된다. 따라서, 본 발명에 의한 파이프 클램프에 의한 파이프 연결은, 파이프가 통상의 파이프 커플링으로 클램핑되는 경우 내부의 높은 압력에 의해 파이프가 분리될 정도의 높은 축방향 부하에 대해서도 치형부분(13)이 굽혀짐없이 지지할 수 있다.

Claims (3)

1. 제 1의 절개된 환형의 링과 제 2의 절개된 환형의 링을 구비하여 매끄러운 외측면을 갖는 2개의 파이프들을 축방향으로 연결하는 파이프 커플링에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 절개된 환형의 링들은 금속의 스트립으로 만들어지고, 상기 스트립들 각각은 클램핑된 위치에서 파이프들의 단부들을 둘러싸는 반경방향 내측의 모서리부분을 구비하고 있으며, 복수개의 치형부분들이 스트립의 반경방향 내측의 모서리부분들에 배치되어 있으며, 치형부분들은 상기 각각의 링들의 평면에 배치되고, 치형부분들의 자유단부는 커플링이 클램핑된 위치에 있을 때 파이프속으로 맞물리도록 되고, 커플링에 삽입된 파이프를 향한 상기 치형부분들의 일측면은 그 자유단부에 인접하여 적어도 하나의 만입부를 가지며, 상기 만입부는 치형부분의 자유단부를 향한 방향으로 치형부분의 상기 일측면에서 치형부분의 재료를 제거하여 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
2. 제 1항에 있어서, 상기 만입부는 중공 구형체 일부분의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
3. 제 1항에 있어서, 상기 만입부는 치형부분의 일측면속으로 스탬핑된 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.