JP6790033B2 - シール部材を有するプロファイルクランプ - Google Patents

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Description

本発明は、プロファイルクランプに関する。
用語「パイプ」と「ホース」、または「パイプ端部」と「ホース端部」は、以後、同等に使用される。
プロファイルクランプは、たとえば、軸方向に隣接する2つのパイプまたはホースの端部を流体封密に接続するために用いられ、一般的に、パイプまたはホースの端部は半径方向外方に向けられた接続フランジを有する。この場合、プロファイルクランプを対応するフランジに取り付け、締め付けることによって、半径方向および軸方向の保持力を生じさせる。このため、クランプバンドは、一般的に、V字形またはU字形の断面を有する。
流体封密接続を達成するために、シール部材がしばしば使用され、そのシール部材は、両パイプ端部のフランジの軸方向間に配置される。この場合、一般的に、少なくとも2つの独立した構成要素を使用し取り扱う必要があり、すなわち、一方でプロファイルクランプ、他方でシール部材である。これが、プロファイルクランプの装着を比較的複雑にする結果となる。この場合、組立者は、シール部材およびプロファイルクランプを同時にパイプに対して正確に位置決めする必要がある。
たとえば、半径方向内側縁部が少なくとも1つの位置決めラグを有し、半径方向外側縁部が少なくとも1つの突起を有する環状のシール部材を有するパイプまたはホース接続用のプロファイルクランプが開示されている(たとえば、特許文献1参照)。この設計は、事前組立に際し、ホースまたはパイプ端部に対する最初の事前位置決めを可能にする。
同様なクランプが示されている(たとえば、特許文献2参照)。これには、締付部材およびシール部材を有するプロファイルクランプが開示され、シール部材が、半径方向外側に配置された弾性変形可能なスペーサを有する。クランプは、シール部材がその中に置かれるクランプバンドをさらに有する。この事例では、シール部材の弾性変形可能なスペーサが、クランプバンドの内側に当接することができる。
米国特許第9,016,731号明細書 独国特許出願公開第102011116768号明細書
ここで、本発明は、殆ど苦労せずに製造することができ、さらに、プロファイルバンドへのシール部材の簡単かつ信頼性高い固定を確実にするシール部材を有するプロファイルクランプを提供することを目的とする。さらに、このプロファイルクランプにより、殆ど苦労を伴わないパイプ端部の接続が可能になる筈である。
本発明の主要な特徴は、主請求項の特徴部分に示されている。諸実施形態が、請求項2から請求項9の主題である。
本発明の一態様は、締付装置を介して互いに連結される2つの締付顎を有するクランプバンドを備えるプロファイルクランプであって、前記クランプバンド内に配置される環状のシール部材を備え、前記クランプバンドが2つのバンド半体を有し、該バンド半体同士が連結部を介して互いに可撓的に連結され、前記シール部材が円周面と、少なくとも1つのクリップ部材とを有し、少なくとも1つの該クリップ部材が、前記連結部に隣接する位置のバンド半体を囲い込むプロファイルクランプである。
本態様においては、クランプバンドへのシール部材の捕捉固定を可能にする。プロファイルクランプを締め付けている間、プロファイルクランプの直径が小さくなっていくが、パイプ端部に対する連結部の位置は変化しないままである。したがって、連結部に対して固定されているシール部材も、締付手順中、その位置を維持することができ、クリップ部材もまた、比較的簡単に構成することができる。
この場合、クリップ部材の使用は、プロファイルクランプにシール部材を組み込むのに工具を必要としないという結果および利点を有する。その結果、パイプのフランジにプロファイルクランプを事前組立するのに特別な工具を要らなくすることも可能になる。さらに、可撓性連結部は、材質適合化接合部として形成してもよいし、バンド半体を可撓的に相互に連結する追加の部材を備えてもよい。クリップ部材は、さらに、シール部材と一体に形成することができる。
上記態様においては、前記シール部材の前記円周面が、半径方向内側縁部および半径方向外側縁部を有し、前記半径方向内側縁部と前記半径方向外側縁部との間の前記円周面が、軸方向にある角度で形成されていてもよい。
このように形成されたシール部材は、接続すべきパイプ端部の一方の開口に、より容易に難なく組み込むことができる。さらに、軸方向に角度の付いたシール部材は、プロファイルクランプを締め付ける際に、いずれの場合にも、一方のパイプ端部の外壁と他方のパイプ端部の内壁との間で可塑的に変形させることができる。これにより、2つのパイプの接続箇所での封止性を向上することができる。また、円周面がビードを有することにより、円周面の安定性を向上させることができる。さらに、シール部材の封止能力をビードによって向上させることができる。
また、上記態様においては、前記半径方向内側縁部に少なくとも1つのラグが設けられ、該ラグが、実質的に軸方向に延出していてもよい。
これにより、ラグは、シール部材およびプロファイルクランプを、パイプ端部の1つに対して位置決めまたは心合わせすることができる。その結果、2つのパイプ端部同士の接続が簡単になる。これにより、プロファイルクランプがそのシール部材と共に、パイプ端部に事前固定されることを想像することができる。この場合、シール部材の少なくとも1つのラグが、一種のガイドとして働き、このガイドにより、シール部材およびプロファイルクランプをパイプ端部に心合わせして位置決めすることができる。
また、他方のパイプを組み付けた後、少なくとも1つのラグは、プロファイルクランプの締付中に、シール部材およびプロファイルクランプ自体がゆがむのを防止することができる。さらに、少なくとも1つのラグは、2つの部分で形成することができ、シール部材の中心点に対して角度を付けることができる。ラグを、たとえばスパイクの形状にすることもさらに可能である。この形式のラグは、パイプ端部間の接続を強化する。
プロファイルクランプを締め付ける結果として、シール部材が、2つのパイプ端部間にすなわちクランプ締めされると、シール部材は、両パイプ端部の一方の内壁にラグが押し付けられるように、弾性変形することができる。この結果、特にスパイク状のラグの場合、2つのパイプ間の領域にシール部材の付加的な固定力が生成される。これにより、接続部のより高い安定性および密封性を共に生じる。さらに、少なくとも1つのラグは、シール部材と一体に形成することができる。
また、上記態様においては、少なくとも1つの前記ラグが段形状に曲げられてもよい。特に好ましくは、少なくとも1つの前記ラグが半径方向において曲げられる。
これにより、段形状に曲げられた少なくとも1つのラグの形は、シール部材がパイプ端部に固定されたとき、シール部材の保持力が増強されるという利点を生じる。2つのパイプ端部の組立に際し、少なくとも1つのラグが、両パイプ端部の2つのフランジ間にさらに配置される。
ラグが段形状に曲げられた形を有する場合、2つのパイプ端部を接続する際、ラグが平らに押しつぶされる。これにより、追加の保持力を生成し、これにより、シール部材およびプロファイルクランプのゆがみが防止される。したがって、段形状に曲げられたラグを有するプロファイルクランプは、たとえば、締付手順中のゆがみを防止するために手で保持する必要がもはやなくなる利点がある。
また、上記態様においては、前記クリップ部材が、前記円周面の前記半径方向外側縁部から延出し、少なくとも部分的に、前記シール部材の前記円周面上に曲げ戻されていてもよい。
これにより、シール部材を確実にクランプバンドに保持することができる。クリップ部材は、最初に円周面上に部分的に曲げ戻される結果として、より良い態様でクランプバンドを囲い込むことができる。この場合、囲い込むことは、たとえば、クランプすることまたは把持することになる。
また、上記態様においては、前記シール部材が、前記半径方向外側縁部に半径方向および軸方向外方に突出する少なくとも1つの固定装置を有していてもよい。
これにより、固定装置は、具体的にはシール部材と一体に形成することができ、クリップ部材によるシール部材の事前固定を、同様にクランプバンドを囲い込むという有利な態様にすることができる。これは、クランプに対するシール部材の滑りや揺れに対抗する。この場合、固定装置は、プロファイルクランプの締付を可能にするのに十分な弾性変形ができるか、プロファイルクランプの締付中はクランプバンドから自由になるかのいずれかである。
また、上記態様においては、少なくとも1つの前記固定装置が、第1固定部および第2固定部を形成してもよい。
これにより、少なくとも1つの固定装置の2つの部分による設計は、固定装置が、一方で、シール部材をクランプバンドに固定することができ、他方で、それぞれのパイプ端部をプロファイルクランプに接続する際、クランプ支援機能を果たすことができる。
また、上記態様においては、前記シール部材が、前記固定装置によって前記プロファイルクランプに固定され、前記第1固定部が、前記クランプバンドを囲い込んでいてもよい。
これにより、固定装置の第1固定部を、その形がクランプバンドの円周面の形に実質的に対応するように設計することができる。これにより、第1固定部は、形状を合わせて事実上完全にクランプバンドを囲い込むことができる。これにより、シール部材とクランプバンドとの接続の安定性を向上することができる。
また、上記態様においては、前記シール部材が、前記固定装置によって前記プロファイルクランプに固定され、前記第1固定部が、形状を合わせて前記締付装置のスクリュ部材を囲い込んでいてもよい。
これにより、固定装置の第1固定部は、その形が実質的に締付装置のスクリュ部材のボルトまたはピンの円周に対応するように設計される。したがって、一般的に、第1固定部がフック形状を有することを意味する。
具体的には、フック形状の第1固定部は、締付装置のスクリュ部材をねじボルトの領域において、形状を合わせて、囲い込むことができる。固定装置の可撓性を増加させ、これにより、プロファイルクランプを締め付ける際に生じるプロファイルクランプの直径の減少を相殺するために、固定装置は、第2固定部の領域において、シール部材の円周面から離れていくように軸方向に向かうことができる。これが、スプリング効果を発揮し、この結果、張力下でスクリュ部材にフック留めされた固定装置が、一定のスプリング力によって、シール部材とスクリュ部材とを互いに引っ張らせることになる。この結果、シール部材とクランプとの連結の安定性を向上することができる。
また、好ましくは、第2固定部によってシール部材をパイプ端部に事前位置決めすることがさらに行われる。これにより、第2固定部は、たとえば、パイプ端部が第2固定部とシール部材の外側円周面との間にクランプされるように、設計することができる。この場合、ホースまたはパイプ端部にプロファイルクランプが事前固定され、かつクランプバンドとシール部材との協働によって既に行われているクランプ作用が、第2固定部によって積極的に補強される。
また、上記態様においては、前記クランプバンドの前記連結部が、前記締付装置とは直径上反対側に配置されていてもよい。これにより、プロファイルクランプの簡単な拡径または締付、および一様な力の流れが達成される。
本発明の以上の特徴、詳細、および利点が、特許請求の範囲の記述、および図面の援用を伴う例示的実施形態の以下の説明により明らかになる。
本発明の一実施形態に係る、シール部材を有するプロファイルクランプを示す図である。 本発明の一実施形態に係るプロファイルクランプを除いた、シール部材を示す図である。 シール部材を有するプロファイルクランプの変形例を示す図である。 プロファイルクランプを除いた、シール部材の変形例を示す図である。 2つのパイプを接続する、シール部材を有するプロファイルクランプを示す図である。 ラグを有するシール部材を示す長手方向断面図である。 ラグを有するシール部材の変形例を示す長手方向断面図である。
図1は、環状のシール部材20を備えるプロファイルクランプ10の一実施形態について透視図で示す。
本発明の一実施形態に係るプロファイルクランプ10は、2つの半体13a,13bから構成されるクランプバンド11を備える。
バンド半体13a,13bは、連結部14を介して互いに連結されている。
この事例では、連結部14は、図1に示されるように、クランプバンド11の側面の陥凹の形態に設計することができる。陥凹は、バンド半体13a,13bの領域よりも連結部14の領域において、クランプバンドを撓み易くする。図1のクランプバンド11は、各バンド半体13a,13bの側面にそれぞれ別の陥凹をさらに有し、これにより、クランプバンド11の可撓性の向上がさらにもたらされる。
クランプバンド11は、連結部14とは直径上反対側に配置されている締付装置12をさらに備える。
図1による締付装置12は、クランプバンド11の2つのバンド半体13a,13bの端部にそれぞれ形成されている2つの締付顎を備え、締付顎は、連結部から離れており、スクリュ部材15を介して相互に連結されている。締付装置12を締め付けることによって、締付顎、したがってバンド半体13a,13bが互いに近寄り、プロファイルクランプ10の内径が小さくなってゆき、締付力が発生する。
図1に示されるシール部材20は、可能な限りきつく締まり、同時に柔軟であるように設計すべきであり、たとえば、板金などのような金属材料から製造することもできる。シール部材20は、内側縁部221と半径方向外側縁部222との間に軸方向に実質的にある角度で形成された円周面22を有する。したがって、シール部材21は、パイプ端部30a,30bでの一般的に角度の付いたフランジに予め適合されている。
さらに、軸方向に角度をもつシール部材20は、一方のパイプ端部30の外壁と他方のパイプ端部30の内壁との間で、プロファイルクランプ10を締め付けている間に変形させることができ、これにより、2つのパイプの接続箇所でのプロファイルクランプ10の封止能力が向上する。
シール部材20は、シール部材20をクランプバンド11が取り囲むようにして、プロファイルクランプ10のクランプバンド11内に保持される。同時に、環状のシール部材20の外径は、クランプバンド11の内径の最小箇所より大きい。この結果、シール部材20をクランプバンド11内に保持することができ、図1に示されるプロファイルクランプ10の場合のシール部材20は、半径方向外側縁部222に2つのクリップ部材21を有し、シール部材20が、クリップ部材21を介してクランプバンド11にクランプされている。図1における本実施形態では、クリップ部材21が、連結部14に隣接してクランプバンド11を囲い込んでいるところが示され、図示された事例の連結部14は、2つのクリップ部材21の直ぐ中間に位置し、したがって、両クリップ部材21は、それぞれ連結部14の左側および右側でクランプバンド11を囲い込む。
図1に示されるシール部材20は、半径方向内側縁部221に、実質的に軸方向に延出する3つのラグ23をさらに有する。この事例では、ラグ23は、シール部材20の、クリップ部材21と同じ軸方向側に形成されている。3つのラグ23は、さらに、円周方向に互いにほぼ均等に離隔配置されている。ラグ23は、シール部材20およびプロファイルクランプ10をパイプ端部30に導き入れることができるように、シール部材20、したがってプロファイルクランプ10をパイプ端部30に取り付けることを容易にし、パイプ端部30とプロファイルクランプ10とを、互いに芯合わせすることができる。
図1は、シール部材20の半径方向外側縁部222に形成され、クリップ部材21と共に、シール部材20をクランプバンド11に配置する2つの固定装置24をさらに示す。この事例では、固定装置24は、締付装置12の円周方向それぞれ左側および右側でクランプバンド11を囲い込む。
図2には、図1のシール部材20の透視図が、プロファイルクランプ10を除いて示されている。図1のシール部材20についての説明が、図2に示されるシール部材20にも適用される。ただし、シール部材の固定装置24が、図2では、プロファイルクランプ10を省いたために、完全に見える。シール部材20の両方の固定装置24は、図2に示される一例では、第1固定部241と第2固定部242とに分けられ、第1固定部241がクランプバンド10を囲い込む。このため、第1固定部241の形は、実質的にクランプバンド11の断面に対応している。
第1固定部241は、内側が、クランプバンド11の外側と形状を合わせて当接することが確実にできるようになっている。固定装置24の第2固定部242は、パイプ端部30a,30bに係合することができるように設計されている。これにより、シール部材20およびプロファイルクランプ10は、パイプ端部30a,30bの1つに事前固定される。
また、第2固定部242の開口は、ラグ23が形成されているのと実質的に同じ軸方向に向いている。図1および図2に示されるように、固定装置24は、2重の機能を果たす。すなわち、固定装置24は、シール部材20のクランプバンド11への追加の固定装置として働き、パイプ端部30a,30bのそれぞれへのプロファイルクランプ10の事前固定を向上させることによって、2つのパイプ端部30a,30b相互の接続を補助する。
図3および図4は、シール部材20の変形例を示し、図3のシール部材20は、プロファイルクランプ10内に保持されている。図3および図4に示されるように、シール部材20は、特に、図3および図4のシール部材20の場合には、ただ1つのみの固定装置24が設けられているという点で、図1および図2に示された本実施形態におけるシール部材20とは異なる。この事例では、固定装置24は、シール部材20の半径方向外側縁部222上の、クリップ部材21とは実質的に直径上反対側に配置されている。また、固定装置24の第1固定部241は、フックの形状に形成されている。
図3においては、シール部材20は、プロファイルクランプ10内に配置されている。この場合、シール部材20は、一方でクリップ部材21を介し、他方で固定装置24を介して、プロファイルクランプ10に事前組立される。このため、固定装置24を、第1固定部241を介して締付装置12のスクリュ部材15上にクランプまたは引っ掛けることにより、第1固定部241が、少なくとも部分的に形状を合わせてスクリュ部材15を囲い込む。
シール部材20は、半径方向内側縁部221に、実質的に軸方向を向くラグ23を有する。図3および図4に示されるように、ラグ23は、図1および図2に示されるラグ23より幾分短い。また、図3および図4のラグ23は、2つの部分に、スパイクの形状に設計されている。この形式のラグ23は、パイプ端部30a,30b間の接続を強化する。
プロファイルクランプ10を締め付ける結果として、シール部材20が、2つのパイプ端部30a,30b間にすなわちクランプされる場合、この間に、ラグ23がパイプ端部30a,30bの1つの内壁に押し付けられるように、シール部材20が変形させられる。この結果、特にスパイク形状のラグ23によって、2つのパイプ間の領域でシール部材20の付加的な固定力が加わり、より高い安定性および密封性が共に達成される。
図5は、2つのパイプ端部30a,30bをパイプ端部30a,30bのフランジを介して接続する、シール部材20を備えるプロファイルクランプ10を示す透視図である。この事例では、シール部材20は、図3および図4に示される変形例と実質的に同一であり、ここで再説明はしない。
図5は、パイプ端部30a,30bの1つが、固定装置24の第2固定部242に受け入れられ、このパイプ端部30a,30bへのプロファイルクランプ10の事前固定が可能になる様子をさらに示している。この事例では、第2固定部242は、シール部材20の円周面22と、シール部材20の半径方向外側縁部222から軸方向に向く固定装置24のウェブとから形成される。パイプ端部30a,30bが、第2固定部242内にクランプされて、シール部材20またはプロファイルクランプ10の事前固定が向上する。
図6は、一実施形態に係るプロファイルクランプ10における、ラグ23を有するシール部材20を示す長手方向断面図である。接続される2つのパイプ端部30a,30bがさらに示されており、図6に示される一例の場合には、一方のパイプ端部30aの外径の最も細い箇所が、他方のパイプ端部30b内径の最も細い箇所と実質的に一致している。したがって、2つのパイプ端部30a,30bの直径間には、僅かな許容誤差しかない。
したがって、パイプ端部30a,30bを接続する際、シール部材20の諸部分、たとえば少なくとも1つのラグ23を配置することができる有効な空間も少しの大きさしかない。この場合、シール部材20が、シール部材20が固定されるパイプ端部30bのフランジを越えてシール部材20の円周面22が突出しないように設計されれば有利である。
円周面22が、フランジを越えて突出すると、パイプ端部30a,30bの正確な嵌合接続の障害になる。シール部材20の円周面22がパイプ端部30bのフランジを越えて突出しないということは、シール部材20の少なくとも1つのラグ23もフランジの領域内に形成されることになる。少なくとも1つのラグ23がフランジの方向に突出すると、シール部材20の円周面22が、スプリング力によって変形してフランジから離れる。少なくとも1つのラグ23は、対応する締付力によってフランジに押し付けられる。これにより、パイプ端部30bへのシール部材20の保持が補強される。
パイプ端部30a,30bを接続するとき、シール部材20の円周面22は、少なくとも1つのラグ23と共に2つのパイプ端部30a,30bのフランジ間に直ちにクランプされ、平らに押さえ付けられる。これが、プロファイルクランプ10を締め付ける際にシール部材20の保持力を確実に増加させ、締付手順中のシール部材20、したがってプロファイルクランプ10のゆがみに対抗する。
図7は、ラグ23を有するシール部材20の変形例を示す長手方向断面図である。図6と同様に、接続される2つのパイプ端部30a,30bが、さらに示されている。図7に示される一例では、一方のパイプ端部30の外径が、最も細い箇所で、他方のパイプ端部30bの内径の最も細い箇所より間隔aだけ小さく、パイプ端部30a,30bの直径間に遊びが存在する。
図7に示される一例では、シール部材20の円周面22が、シール部材20が固定されるパイプ端部30bのフランジを越えて突出する。この場合に、円周面22は、少なくとも1つのラグ23がパイプ端部30bの内部に突出し、少なくとも1つのラグ23が締付力の下でパイプ端部30bの内壁に押し付けられるように、フランジを越えて突出する。図7に示されるように、少なくとも1つのラグ23が段形状に曲げられている結果、締付力がさらに増加する。これにより、シール部材20は、パイプ端部30a,30bの組立中、シール部材20およびプロファイルクランプ10のゆがみが実質的に防止されるように、パイプ端部30b上に心合わせして位置決めされる。
図7に示されるように、パイプ端部30a,30bの直径が間隔aだけ異なるので、パイプ端部30a,30bの直径の間に空間が残り、そこに少なくとも1つのラグ23が配置される。少なくとも1つのラグ23は、このようにして、2つのパイプ端部30a,30b間に好ましくはクランプされる。非クランプ状態で段形状に曲げられているラグ23は、クランプ締結の結果、平らに押さえ付けられ、それによって、パイプ端部30a,30bの組立に際し、クリップ部材20の保持力が増加する。保持力の増加の結果、クリップ部材20のゆがみが防止される。これは、プロファイルクランプ10もまた、締付手順に際し、最大限広がった位置に残り、ゆがまないという有利な効果を有する。
本発明は、上記の実施形態の1つに限定されることはなく、様々な態様で変更することができる。
特許請求の範囲、本記述、および図面で明らかにされる特徴および利点の全ては、構造上の詳細、空間的配置、および方法のステップを含め、それら自体およびさらに広く様々な組合せの両方において、本発明における本質的である。
10 プロファイルクランプ
11 クランプバンド
12 締付装置
13a,13b バンド半体
14 連結部
15 スクリュ部材
20 シール部材
21 クリップ部材
22 円周面
221 半径方向内側縁部
222 半径方向外側縁部
23 ラグ
24 固定装置
241 第1固定部
242 第2固定部
30a,30b パイプ端部
a 間隔

Claims (10)

  1. 締付装置を介して互いに連結される2つの締付顎を有するクランプバンドを備えるプロファイルクランプであって、
    前記クランプバンド内に配置される環状のシール部材を備え、
    前記クランプバンドが2つのバンド半体を有し、
    該バンド半体同士が連結部を介して互いに可撓的に連結され、
    前記シール部材が円周面と、少なくとも1つのクリップ部材とを有し、
    少なくとも1つの該クリップ部材が、前記連結部に隣接する位置の前記バンド半体を囲い込むプロファイルクランプ。
  2. 前記シール部材の前記円周面が、半径方向内側縁部および半径方向外側縁部を有し、
    前記半径方向内側縁部と前記半径方向外側縁部との間の前記円周面が、軸方向にある角度で形成されている請求項1に記載のプロファイルクランプ。
  3. 前記半径方向内側縁部に少なくとも1つのラグが設けられ、
    該ラグが、実質的に軸方向に延出する請求項2に記載のプロファイルクランプ。
  4. 少なくとも1つの前記ラグが段形状に曲げられている請求項3に記載のプロファイルクランプ。
  5. 前記クリップ部材が、前記円周面の前記半径方向外側縁部から延出し、少なくとも部分的に、前記シール部材の前記円周面上に曲げ戻される請求項から請求項4のいずれかに記載のプロファイルクランプ。
  6. 前記シール部材が、前記半径方向外側縁部に半径方向および軸方向外方に突出する少なくとも1つの固定装置を有する請求項から請求項5のいずれかに記載のプロファイルクランプ。
  7. 少なくとも1つの前記固定装置が、第1固定部および第2固定部を形成する請求項6に記載のプロファイルクランプ。
  8. 前記シール部材が、前記固定装置によって前記プロファイルクランプに固定され、
    前記第1固定部が、前記クランプバンドを囲い込む請求項7に記載のプロファイルクランプ。
  9. 前記シール部材が、前記固定装置によって前記プロファイルクランプに固定され、
    前記第1固定部が、形状を合わせて前記締付装置のスクリュ部材を囲い込む請求項8に記載のプロファイルクランプ。
  10. 前記クランプバンドの前記連結部が、前記締付装置とは直径上反対側に配置されている請求項1から請求項9のいずれかに記載のプロファイルクランプ。
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