KR20050086879A - 유압 호스 이음쇠 및 유압 호스 이음 방법 - Google Patents

유압 호스 이음쇠 및 유압 호스 이음 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 호스 삽입부와 칼라 지지부를 갖는 스템(12)을 구비하는 형태의 개선된 유압 이음쇠(10)에 관한 것이다. 그러한 이음쇠는 결합 연결부와 칼라(16)를 더 구비하며, 이 칼라에는 토크 전달부(18), 페룰 지지부 및 이들 토크 전달부와 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부가 있다. 상기 이음쇠는 널링부(40) 및 축방향 멈춤링(28)을 갖는 칼라 지지부에 의해 개선된다. 또, 칼라(16)의 토크 전달부(18)는 이 토크 전달부(18)를 통과해 연장하는 내주부가 상기 스템의 칼라 지지부에서의 널링부(40)와 상대 회전하지 않게 협동하도록 스테이킹되어 있다. 또한, 상기 칼라(16)의 페룰 지지부는 이 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부가 스템(12)의 축방향 멈춤링(28)과 축방향 운동을 제한하게 협동하도록 스테이킹되어 있다.

Description

유압 호스 이음쇠 및 유압 호스 이음 방법{HYDRAULIC HOSE FITTING AND METHOD}
본 발명은 일반적으로는 유압 관-호스 커플링에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 그러한 커플링의 호스 단부 이음쇠에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 관-호스 커플링의 호스 단부 이음쇠에서의 개선된 칼라 및 칼라 지지부에 관한 것이다.
유압 커플링에 대해서는 공지되어 있다. 호스 연결부 또는 이음쇠는 관 또는 스템 부분, 칼라 및 선택적으로는 페룰(ferrule)을 구비할 수 있다. 칼라는 관 부분의 중간 영역 주위에 끼워져, 적소에 부착되도록 압착 또는 스테이킹(staking) 된다. 페룰이 있는 경우에는 페룰 또한 적소에 부착되도록 칼라의 일부 주위에 스테이킹될 수 있다. 관 부분은 호스 삽입부를 갖고 있고, 이 호스 삽입부는 호스의 개방 단부 안으로 삽입된다. 이어서, 페룰과 호스 삽입부 사이에 호스를 구속시키는 삽입물을 수용한 호스 단부 주위에서 페룰이 압착 또는 크림핑(crimping)된다. 이는 호스의 단부가 축방향 이동 또는 회전 운동을 할 수 없도록 모든 부분이 영구적으로 밀봉 또는 고정되게 한다. 또한, 호스 연결 이음쇠는 나사 형태, 압입 형태, 수형 및 암형을 비롯한 수많은 형태의 결합 연결부를 구비할 수 있다. 특정 결합 연결부의 구조는 관련 이음쇠의 제조를 가능하게 하도록 칼라를 사용할 필요가 있다. 이러한 결합 연결부와 이와 협동하며 대상 고정구, 기계류 또는 장비에 연결된 이음부와 결합하면, 유체의 유밀 전달을 가능하게 하는 특정 유압 조립체가 완성된다.
나사식 결합 연결부를 갖는 이음쇠에 있어서, 칼라는 결합 연결부가 고정구 이음부의 대응 부분과 결합을 완료하도록 조여질 때 이음쇠가 회전하는 것을 안정시키기 위해 통상 렌치용 평탄면을 갖고 있다. 높은 작동 압력 또는 인장 하중을 호스에 부여할 수 있는 심한 축방향 하중을 받으면서 이음쇠와 호스가 작동하는 구조에서는 페룰이 포함된다.
현재, 커플링의 호스 단부 이음쇠에 페룰을 유지하면서 상당한 길이 방향 하중을 지지하는 스테이크 칼라 구조(stake collar design)가 존재한다. 그러나, 이러한 칼라 구조는 꽤 낮은 토크 값에도 스템에 대해 회전하게 된다. 이러한 칼라 구조는 칼라의 한쪽에서만 스테이킹된다. 또한, 종래에는 높은 토크에 견딜 수 있도록 널링부가 칼라 상의 내부 스플라인과 함께 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 구조는 높은 축방향 하중을 받는 경우에 사용할 수 없었으며, 그러한 높은 축방향 하중을 지지할 수 없을 것이기 때문에 페룰이 필요하였다. 이러한 칼라 구조도 칼라의 한쪽에서만 스테이킹된다. 또한, 칼라를 스템에 브레이징하는 것도 공지되어 있다. 이는 매우 튼튼한 칼라를 갖는 이음을 생성하더라도, 브레이징을 채용하는 데에 있어 제조상 어려움이 따르며, 부수적으로 제조비용을 증가시키고 또한 복잡하게 한다.
따라서, 칼라의 렌치 물림부에 토크가 가해질 때 칼라의 스템에 대해 비틀어지는 것에 대한 저항 특성 및 호스에 가해진 힘에 반작용하는 페룰에 의해 힘이 가해질 때에 스템에 대한 축방향 변위 특성 모두에 있어서의 개선을, 브레이징을 포함하는 결점 없이도 달성하는 별개의 칼라를 갖는 유압 이음쇠에 대한 필요성이 지속되고 있다.
도 1은 바람직한 실시예의 유압 이음쇠의 사시도이며,
도 2는 바람직한 실시예의 유압 이음쇠를 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이고,
도 3은 바람직한 실시예에서의 유압 이음쇠의 스템을 나타내는 사시도이며,
도 4는 바람직한 실시예의 스템을 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이고,
도 5는 바람직한 실시예에서의 유압 이음쇠의 칼라를 나타내는 사시도이며,
도 6은 바람직한 실시예의 칼라를 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이고,
도 7은 스테이킹 다이를 포함하는 유압 이음쇠의 바람직한 실시예를 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이며,
도 8은 페룰 및 스테이킹 다이를 포함하는 유압 이음쇠의 다른 바람직한 실시예의 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이고,
도 9는 다른 바람직한 실시예의 유압 이음쇠를 1/4를 절개한 상태를 도시하는 도면이다.
본 발명은, 칼라의 렌치 물림부에 토크가 가해질 때 칼라의 스템에 대해 비틀어지는 것에 대한 저항 특성 및 호스에 의해 하중이 가해질 때 스템에 대한 축방향 변위 특성을 포함하는 특성들의 조합이 개선된 유압 이음쇠를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 호스 삽입부와 칼라 지지부를 갖는 스템을 구비하는 형태의 개선된 유압 이음쇠이다. 그러한 이음쇠는 결합 연결부와 칼라를 더 구비하며, 이 칼라에는 토크 전달부, 페룰 지지부 및 이들 토크 전달부와 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부가 있다. 상기 이음쇠는 널링부 및 축방향 멈춤링을 갖는 칼라 지지부에 의해 개선된다. 또, 칼라의 토크 전달부는 이 토크 전달부를 통과해 연장하는 내주부가 상기 스템의 칼라 지지부에서의 널링부와 상대 회전하지 않게 협동하도록 스테이킹되어 있다. 또한, 상기 칼라의 페룰 지지부는 이 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부가 스템의 축방향 멈춤링과 축방향 운동을 제한하게 협동하도록 스테이킹되어 있다.
본 명세서에 합체되어 일부를 형성하며, 동일 도면 부호가 동일 부품을 나타내고 있는 첨부된 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 한 가지 바람직한 실시예의 유압 호스 이음쇠(10)는 바브(14)(barb)가 있는 스템(12)을 포함하며, 이 스템 상에는 렌치용 평탄부(18)를 갖는 칼라(16)가 배치된다. 스템(12) 상에는 또한 너트 접촉부(44)를 갖는 너트(20)가 배치된다. 스템(12) 상에 칼라(16)를 스테이킹하는 공정은 스테이킹 마크(22)를 남기게 된다. 도 3 및 도 4에는 스템(12)이 보다 상세하게 도시되어 있다. 구체적으로, 널링부(24), 축방향 멈춤링(26), 조립용 멈춤링(28), 경사면(30) 및 스템 접촉부(32)를 확인할 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 칼라(16)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 구체적으로, 페룰 압입부(34), 축방향 유지용 리지(36), 조립용 리지(38), 널링부 결합면(40) 및 자유면(42)을 확인할 수 있다. 칼라(16)는 토크 전달부(D) 및 페룰 지지부(E)를 갖는 것을 확인할 수 있다.
바람직한 실시예의 조립은, 도시한 바와 같이 너트 접촉부(44)가 스템 접촉부(32)에 근접 또는 인접하게 되도록 너트(20)를 스템(12) 상에 배치한다. 이어서, 칼라(16)를 조립용 리지(38)가 조립용 멈춤링(28)과 맞대지도록 스템(12) 상에 배치한다. 조립용 멈춤링(28)은 선택적이다. 몇몇 경우에, 유사하게 바브(14)의 직경과 널링부(24)가 있는 스템 부분의 직경의 차이가 조립용 멈춤링(28)이 구별될 수 있도록 되어 있다. 조립용 멈춤링(28)이 활용될 수 있고, 구별되는 경우에는, 경사면(30)의 도움으로 조립용 멈춤링(28)과 조립용 리지(38)는 스템(12) 상에 칼라(16)를 위치시키기 위한 편리한 기준을 제공한다. 도 7을 참조하면, 이러한 식으로 일단 조립된 3개의 부품은 복수의 스테이킹 다이(46)를 갖는 통상적인 구조(도시 생략)의 스웨이징 공구에 배치된다. 도시된 이음쇠에 있어서, 스테이킹 다이는 통상 총 8개가 된다. 스웨이징 공구는 스테이킹 다이(46)를 칼라(16)에 대고 렌치용 평탄부(18)의 양측에서 적절한 힘으로 눌러, 도 2에 도시한 바와 같이 축방향 유지용 리지(36)가 축방향 멈춤링(26)보다 작은 직경으로 되고, 널링부 결합면(40)이 널링부(34)에 대해 강제로 압착되는 지점까지 칼라(16)를 압착한다. 이러한 작업은, 뒤에 남겨진 스테이킹 마크(22)에 의해 입증된다. 이와 같이 1회의 작업으로 너트(20)가 스템(12) 상에 갇히게 되고 칼라(16)는 스템(12) 상에서의 회전에 대한 고도의 저항성 및 축방향 분리에 대한 고도의 저항성을 갖고 스템(12)에 고정된다. 이러한 결과로, 유압 호스 이음쇠는 매우 효율적으로 조립되며, 소정 장치의 이음부에 결합하는 중에 유압 호스 이음쇠에 상당한 토크를 가할 필요가 있는 용례뿐만 아니라, 사용 중에 상당한 축방향 하중을 받게 되는 용례에 대해서 매우 강건하게 된다.
이음쇠는 호스 삽입부(A), 칼라 지지부(B) 및 결합 연결부(C)를 갖는 것을 확인할 수 있다. 사용 시에, 이음쇠(10)의 호스 삽입부(A)는 유압 호스(도시 생략)의 개방 단부 안으로 삽입된다. 이 호스는 적소에 밀봉되게 클램핑된다. 호스가 이음쇠(10)로부터 축방향으로 분리되는 것에 대한 저항을 최대로 하기 위해, 이러한 기능을 하도록 페룰(48)이 사용된다. 먼저, 페룰(48)을 페룰 지지부(E)의 페룰 압입부(34)에서 칼라(16) 상에 스테이킹할 수 있다. 페룰(48)은 이어서 호스의 연결 단부 주위에 크림핑될 것이다. 페룰(48)은 호스에 크림핑하기 전에, 크림핑한 후에 혹은 크림핑하는 동안에 칼라(16) 상에 크림핑될 수 있다. 유밀 연결의 완료는 소정 기계 또는 기타 장치(도시 생략)에 부착하는 것을 수반한다. 그러한 기계 또는 장치는 이음쇠(10)와 결합하는 그 기계 또는 장치의 이음부(도시 생략)를 갖는다. 결합 연결부(C)의 너트(20)는 상기 장치의 이음부에 조여져 나사 결합할 것이다. 조이는 작업은 렌치를 너트(20)에 물려 조임 토크를 가하며, 또 렌치를 렌치용 평탄부(18)에 물려 호스 또는 이 호스 내의 이음쇠(10)가 비틀리는 것을 방지하도록 안정화 토크(stabilizing torque)를 스템(12)에 가하는 것을 수반한다. 본 발명은, 스템(12)으로부터 분리된 칼라(16)를 갖는 이음쇠에서는 지금까지 적용할 수 없었던 매우 상당한 안정화 토크를 가할 수 있고, 또 상당한 축방향 하중을 지지할 수 있게 한다.
이러한 바람직한 실시예는 칼라(16)에 자유면(42)을 갖고 있다. 이는 비표준형의 6개 핑거의 스테이킹 다이에 대한 필요성을 제거하고, 렌치용 평탄부(18)에 관해 인덱싱(indexing)할 필요성을 제거함으로써 스테이킹 과정을 단순화시킨다. 몇몇 경우에, 상기 자유면은 또한 너트(20)가 후퇴하여 소정 장치 또는 기계의 이음부(도시 생략)의 수형 나사로부터 풀어질 수 있게 하는 공간을 더 크게 한다. 그러나, 스테이킹 마크(22)를 토크 전달부(D)에서 눈으로 확인할 수 있게 하여, 보기 흉하게 할 수 있다.
다른 바람직한 실시예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 칼라(18)는 자유면(42)을 구비하지 않는다. 따라서, 너트를 풀 때 그 너트(20)가 이동할 수 있는 공간은 이음쇠(10)에서의 소정의 주어진 전체 길이에 대해 제한된다. 이는 보기 흉한 스테이킹 마크(22)를 남겨두지 않기에 충분한 면적을 가질 수 있는 렌치용 평탄부(18)에 스테이킹 공정을 적용할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 비표준형의 6개 핑거의 스테이킹 다이가 요구된다. 도 8에서는 스테이킹 과정 바로 전의 이음쇠(10)를 도시하고 있으며, 이 이음쇠에는 스테이킹을 위해 배치된 페룰(48)이 있다. 도 9에서는 스테이킹 완료 후의 이음쇠(10)를 도시하고 있다. 이전의 실시예에서와 같이, 본 실시예는 페룰(48)의 유무에 관계없이 제조될 수 있다.
본 발명의 진정한 결과물은, 스템에 대하여 상당한 토크 및 축방향 힘을 견딜 수 있으며, 제조 시에 브레이징을 요하지 않는 칼라를 구비한 유압 이음쇠이다.
본 발명의 전술한 설명 및 예시한 실시예는 도면에 도시되어 있으며, 다양한 수정 및 변형례에 대해 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 전술한 설명은 단지 예시를 위한 것으로서, 본 발명의 범위는 종래 기술을 고려하여 해석되는 청구의 범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해해야 한다. 게다가, 본 명세서에 예시적으로 개시된 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 설명하지 않은 소정 요소가 존재하지 않아도 실시할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 호스 삽입부 및 칼라 지지부를 갖는 스템을 구비하는 형태의 개선된 유압 이음쇠로서, 이 이음쇠는 결합 연결부와 칼라를 구비하며, 이 칼라에는 토크 전달부, 페룰 지지부 및 상기 토크 전달부와 상기 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부가 있고,
    상기 칼라 지지부는 널링부 및 축방향 멈춤링을 포함하며,
    상기 토크 전달부는 이 토크 전달부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 널링부와 상대 회전할 수 없게 협동하도록 스테이킹(staking)되며,
    상기 페룰 지지부는 이 페룰 지지부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 축방향 멈춤링과 축방향 운동을 제한하게 협동하도록 스테이킹되는 것인 유압 이음쇠.
  2. 호스 삽입부 및 칼라 지지부를 갖는 스템과,
    결합 연결부와,
    토크 전달부, 페룰 지지부 및 상기 토크 전달부와 상기 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부를 갖는 칼라
    를 포함하며, 상기 칼라 지지부는 널링부 및 축방향 멈춤링을 포함하며,
    상기 토크 전달부는 이 토크 전달부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 널링부와 상대 회전할 수 없게 협동하도록 스테이킹되며,
    상기 페룰 지지부는 이 페룰 지지부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 축방향 멈춤링과 축방향 운동을 제한하게 협동하도록 스테이킹되는 것인 유압 이음쇠.
  3. 제2항에 있어서, 상기 페룰 지지부 상에 고정되는 페룰을 더 포함하는 것인 유압 이음쇠.
  4. 호스 단부 이음쇠와 장치 이음부를 포함하는 유압 커플링 및 호스로서,
    상기 호스 단부 이음쇠는,
    호스 삽입부 및 칼라 지지부를 갖는 스템으로서, 상기 칼라 지지부에는 널링부 및 축방향 멈춤링이 있는 것인 스템과,
    토크 전달부, 페룰 지지부 및 상기 토크 전달부와 상기 페룰 지지부를 통과해 연장하는 내주부를 갖는 칼라로서, 상기 토크 전달부는 이 토크 전달부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 널링부와 상대 회전할 수 없게 협동하도록 스테이킹되며, 상기 페룰 지지부는 이 페룰 지지부를 통과해 연장하는 상기 내주부가 상기 축방향 멈춤링과 축방향 운동을 제한하게 협동하도록 스테이킹되는 것인 칼라와,
    결합 연결부
    를 포함하며, 상기 호스는 상기 호스 단부 이음쇠 상에 끼워지며,
    상기 장치 이음부는 상기 호스 단부 이음쇠의 결합 연결부와 밀봉되게 결합하는 것인 유압 커플링 및 호스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 페룰 지지부 상에 스테이킹되는 페룰을 더 포함하며, 이 페룰 아래에 상기 호스가 크림핑(crimping)되는 것인 유압 커플링 및 호스.
  6. 유압 이음(hydraulic fitting)을 생성하는 방법으로서,
    호스 삽입부 및 칼라 지지부를 갖는 스템을 제공하는 단계와,
    상기 칼라 지지부의 일부를 널링 가공하는 단계와,
    상기 칼라부와 상기 호스 삽입부의 공통 경계에 근접하여 환형 압입부를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
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