KR20140022357A - 파이프 커플링 - Google Patents

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KR20140022357A
KR20140022357A KR1020130156214A KR20130156214A KR20140022357A KR 20140022357 A KR20140022357 A KR 20140022357A KR 1020130156214 A KR1020130156214 A KR 1020130156214A KR 20130156214 A KR20130156214 A KR 20130156214A KR 20140022357 A KR20140022357 A KR 20140022357A
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헤리베르트 임캄프
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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

본 발명은 2개의 파이프들의 인접한 단부들을 결합하기 위한 파이프 커플링으로서, 파이프들의 단부들 사이의 간격을 밀봉하기 위해 사용되는, 탄성 재료로 이루어진 링형 슬리브(11), 하나 이상의 조임 스트랩(12, 13) 및 하나 이상의 조임 스크루(14)를 가진, 상기 슬리브를 조이기 위한 조임 장치를 포함하며, 상기 조임 스트랩(12, 13)은 루프를 형성하는 단부들(15)을 가지며, 상기 조임 스트랩의, 루프를 형성하는 단부(15)는 각각 조임 볼트(18)를 휘감는, 감는 부분(16), 및 상기 루프를 형성하는 단부(15)를 상기 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 견고하게 결합시키는 결합 부분(17)을 갖는, 파이프 커플링에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 단부(15)는, 상기 조임 스트랩(12, 13)의 상기 외부면(19)에 접촉하는, 상기 단부의 상기 감는 부분(16)과 상기 결합 부분(17) 사이의 이행 영역(20)이 상기 조임 스트랩의 상기 외부면(19)에 대해 접선 방향으로 연장되도록, 상기 조임 스트랩(12, 13)의 상기 외부면(19)에 접선 방향으로 안내되고, 상기 단부를 각각의 상기 조임 스트랩의 상기 외부면(19)과 견고하게 결합시키는, 상기 조임 스트랩(12, 13)의 상기 단부(15)의 상기 결합 부분(17)은 조임 볼트(18)로부터 볼 때 상기 이행 영역 뒤에 놓인다.

Description

파이프 커플링{PIPE COUPLING}
본 발명은 청구항 1의 전제부 및 청구항 7의 전제부에 따른 파이프 커플링에 관한 것이다.
독일 실용신안 제89 16 031호에는 2개의 파이프들의 단부들을 결합하기 위한 파이프 커플링이 공지되어 있다. 상기 파이프 커플링은 고무 탄성 재료로 이루어진 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 2개의 파이프들의 단부들 사이의 간격을 밀봉하기 위해 사용된다. 독일 실용신안 제89 16 031호에 따라 슬리브는 클램프의 내부면에서 축방향 링 챔버 내에 배치되고, 상기 클램프 및 그에 따라 슬리브는 조임 장치에 의해 조여질 수 있다. 조임 장치는 이러한 선행 기술에 따라 2개의 조임 스트랩들을 포함한다. 각각의 조임 스트랩은 조임 스크루와 협력한다. 독일 실용신안 제89 16 031호에 따르면, 2개의 조임 스트랩들의 단부들이 휘어져서 루프를 형성하고, 각각의 조임 스트랩의 각각의 단부는 원형 볼트로서 형성된 조임 볼트를 둘러싼다. 각각의 조임 스트랩과 협력하는 조임 스크루는 원형 볼트를 통해 연장되고, 상기 원형 볼트는 조임 스트랩의, 루프를 형성하는 단부를 둘러싼다.
조임 스트랩들의, 루프를 형성하는 단부들은 2개의 부분으로, 즉 감는 부분과 결합 부분으로 나눠진다. 감는 부분은 각각의 원형 볼트를 감는 데 사용되고, 루프를 형성하는 단부는 결합 부분에서 조임 스트랩의 외부면에 영구 결합된다. 독일 실용신안 제89 16 031호에 따라 조임 스트랩의, 루프를 형성하는 단부의 결합 부분은 용접점에 의해 각각의 조임 스트랩의 외부면과 견고하게 결합된다. 상기 결합 부분은 감는 부분에 대해 휘어진다.
선행 기술에 공지된 파이프 커플링은 동적 하중으로 인해, 조임 스트랩의, 루프를 형성하는 단부의 결합 부분에서 균열 형성이 나타날 수 있다는 단점을 갖는다. 이로 인해, 결국 파이프 커플링이 분리되고, 2개의 결합된 파이프들의 인접한 단부들 사이의 간격이 밀봉될 수 없게 된다.
본 발명의 과제는 새로운 방식의 파이프 커플링을 형성하는 것이다.
상기 과제는 본 발명의 제1 양태에 따라 청구항 1의 파이프 커플링에 의해 달성된다. 이에 따르면, 조임 스트랩의, 루프를 형성하는 각각의 단부는, 상기 조임 스트랩의 외부면에 접촉하는, 각각의 단부의 감는 부분과 결합 부분 사이의 이행 영역이 각각의 조임 스트랩의 외부면에 대해 접선 방향으로 연장되도록, 각각의 조임 스트랩의 외부면에 접선 방향으로 안내된다. 상기 단부를 각각의 조임 스트랩의 외부면과 견고하게 결합시키는, 조임 스트랩의 각각의 단부의 결합 부분은 조임 볼트로부터 볼 때 이행 영역 뒤에 놓인다.
상기 과제는 본 발명의 제2 양태에 따라 청구항 7의 파이프 커플링에 의해 달성된다. 이에 따르면, 슬리브가 성형 셸에 의해 부분적으로 둘러싸이며, 상기 성형 셸에는 조임 장치의 하나 이상의 조임 부재가 안내되고, 상기 조임 장치는 성형 셸을 통해 슬리브를 조인다.
본 발명의 2가지 양태의 공통점은 파이프 커플링이 동적 하중에 대해 민감하지 않고 긴 수명을 갖는다는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따라 슬리브를 조이기 위한 조임력은 하나 이상의 조임 스트랩을 통해 안내되고, 상기 조임 스트랩은 슬리브를 부분적으로 직접 둘러싸며, 루프를 형성하는 단부에서 조임 스트랩의 본 발명에 따른 구조에 의해, 동적 하중으로 인한 균열 형성의 위험이 현저히 줄어든다.
본 발명의 제2 양태에 따라 슬리브의 조임은 성형 셸에 고정된 조임 장치의 하나 이상의 조임 부재를 통해 이루어지고, 상기 조임 부재는 조임 벨트 또는 조임 케이블로서 형성된다. 슬리브를 부분적으로 직접 둘러싸는 성형 셸은 조임력을 안내하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 양태에 따른 파이프 커플링의 제1 실시예의 측면도.
도 2는 도 1에 따른 파이프 커플링의 일부의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 양태에 따른 파이프 커플링의 제2 실시예의 측면도.
도 4는 도 3에 따른 파이프 커플링의 일부의 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 양태에 따른 파이프 커플링의 제1 실시예의 측면도.
도 6은 도 5에 따른 파이프 커플링의 일부의 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 양태에 따른 파이프 커플링의 제2 실시예의 측면도.
도 8은 도 7에 따른 파이프 커플링의 일부의 사시도.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예가 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명되지만, 본 발명이 이 실시예로 제한되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 도시되지 않은 2개의 파이프들의 인접한 단부들을 결합하기 위한 본 발명에 따른 파이프 커플링(10)의 제1 실시예를 도시한다. 도 1 및 도 2에 따른 실시예의 파이프 커플링(10)은 링형 슬리브(11)를 가지며, 상기 슬리브는 서로 결합되어야 하는 파이프들의 인접한 단부들 사이의 간격을 밀봉하기 위해 사용된다. 슬리브(11)는 탄성 재료, 바람직하게는 고무 탄성 재료로 형성된다.
파이프 커플링(10)의 슬리브(11)는 조임 장치에 의해 조여질 수 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 조임 장치는 2개의 조임 스트랩들(12, 13) 및 4개의 조임 스크루들(14)로 형성된다. 각각의 조임 스트랩(12, 13)은 대략 슬리브(11)의 원주의 1/2에 걸쳐 연장되며, 조임 스트랩(12, 13)의 마주 놓인 단부는 조임 스크루(14)에 의해 결합된다. 조임 스트랩들(12, 13)은 슬리브(11)에 직접 인접한다. 즉, 방사방향 외부로 그리고 측면으로 인접한다. 슬리브(11)의 원주의 대략 1/2에 걸쳐 연장된, 2개의 조임 스트랩들(12, 13) 대신에, 대략 슬리브(11)의 전체 원주에 걸쳐 연장되는 단일 조임 스트랩이 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 조임 스트랩의 마주 놓인 단부는 바람직하게는 2개의 조임 스크루(14)를 통해 서로 결합된다.
각각의 조임 스트랩(12, 13)의 각각의 단부(15)의 영역에서 상기 단부는 휘어져서 루프를 형성하고, 조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)는 각각 감는 부분(16)과 결합 부분(17)을 갖는다.
조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)의 감는 부분(16)은 파이프 커플링(10)의 축방향으로 연장되는 조임 볼트(18)를 휘감는다. 조임 스트랩(12, 13)의 마주 놓인 단부(15)에 있는 조임 볼트(18)에는 조임 스크루(14)가 고정되고, 상기 조임 스크루(14)를 조이면, 조임 스트랩(12, 13)의 마주 놓인 단부들(15) 사이의 간격이 감소됨으로써, 파이프 커플링(10)의 슬리브(11)가 조여진다.
조임 스트랩들(12, 13)의 마주 놓인 단부들(15) 사이에 연장되는, 조임 스트랩(12, 13)에 의해 커버되지 않는 슬리브(11)의 영역은 도시되지 않은 커버링 부재에 의해 방사방향 외부에서 커버되고, 조임 스크루(14)를 조이면 조임 스트랩(12, 13)의 단부들(15)이 상기 커버링 부재를 통해 이동된다. 도시되지 않은 커버링 부재는, 슬리브를 조일 때 조임 스트랩(12, 13)의 마주 놓인 단부들(15) 사이에서 슬리브(11)가 방사방향 외부로 변위되는 것을 방지한다.
조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)의 영역에서, 루프를 형성하는 단부(15)는 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 견고하게 결합된다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)는, 각각의 단부(15)의 감는 부분(16)과 결합 부분(17) 사이에 위치한, 각각의 단부(15)의 이행 영역(20)이 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 접선 방향으로 접촉하도록, 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)에 접선 방향으로 안내된다. 감는 부분(16)은 바람직하게는 휘어지지 않은 상태로 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)으로 이행한다.
루프를 형성하는 각각의 단부(15)를 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 견고하게 결합시키는, 조임 스트랩(12, 13)의 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)은 조임 볼트(18)에서 볼 때 각각의 단부(15)의 이행 영역(20) 뒤에 놓인다. 이로 인해, 결합 부분(17) 내로의 방사방향 힘의 도입이 방지된다.
도 1 및 도 2의 실시예에서, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)은 용접에 의해 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 견고하게 결합된다. 도 2에 파선으로 도시된 용접 시임(21)은 파이프 커플링(10)의 원주 방향으로 연장된다. 루프를 형성하는 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)은 도 2에 따라 사다리꼴로 형성된 다수의 태브(22; tab)를 형성한다. 사다리꼴로 형성된 태브(22)의 에지(23)는 파이프 커플링(10)의 원주 방향과 0° 내지 20°까지의 각, 특히 0° 내지 15°까지의 각을 형성한다. 이로부터, 인접한 태브들(22)의 에지들(23) 사이에 형성된 쐐기는 40°까지의 개방각, 특히 30°까지의 개방 각을 갖는다. 용접 시임들(21)은 태브의 에지(23)에 대해 대략 평행하게, 그에 따라 에지(23)의 방향으로 연장된다. 인접한 태브들(22) 사이의 축소부(24)는 도 2에 따라 바람직하게는 원호형으로 형성되고, 용접 시임들(21)은 상기 축소부(24) 내로 연장되지 않는다.
조임 스트랩(12, 13)의, 루프를 형성하는 단부(15)의 결합 부분(17)의 상기 구조에 의해 그리고 상기 결합 부분의 영역에서 용접 시임(21)의 상기 연장에 의해, 용접 시임들(21)은 전단 응력에 노출되며 인장 하중에는 노출되지 않는다. 인접한 태브들(22) 사이의 축소부(24)에 의해, 용접 시임들(21)은 특히, 민감한 용접 시임 시작 부분에서 추가로 부하 경감된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 파이프 커플링(25)의 다른 실시예를 도시한다. 도 3 및 도 4의 파이프 커플링(25)은 조임 스트랩들(12, 13)의, 루프를 형성하는 단부(15)의 결합 부분(17)의 구조만이 도 1 및 도 2의 파이프 커플링(10)과 다르기 때문에, 불필요한 반복 설명을 피하기 위해, 동일한 유닛에는 동일한 도면 부호가 사용된다. 이하에서는 도 3 및 도 4의 실시예와 도 1 및 도 2의 실시예의 차이점만이 상세히 설명된다.
도 3 및 도 4의 실시예에서, 조임 스트랩들(12, 13)의, 루프를 형성하는 각각의 단부(15)의 결합 부분(17)은 리벳(rivet)에 의해 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면과 견고하게 결합된다. 도 4에 따라 결합 부분(17)은, 상하로 놓인 다수의 열로 그룹화된 다수의 리벳(26)에 의해 조임 스트랩(12)의 외부면(19)과 결합된다. 결합 부분(17)을 각각의 조임 스트랩(12, 13)의 외부면(19)과 리벳 결합할 때, 열이 재료 내로 도입되지 않기 때문에, 동적 하중에 대한 재료의 내성이 높아지고, 용접 결합에 비해 균열 형성의 위험이 낮아진다. 도 3 및 도 4의 실시예에서도 슬리브(11)를 조이기 위한 조임력이 슬리브(11)에 직접 인접한 조임 스트랩들(12, 13)을 통해 안내된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 양태에 따른 파이프 커플링(27)의 실시예를 도시한다. 파이프 커플링(27)은 2개의 파이프들의 인접한 단부들을 결합하기 위해 사용되며, 파이프 커플링(27)의 슬리브는 서로 결합될 파이프들의 인접한 단부들 사이의 간격을 밀봉한다. 슬리브는 탄성의, 바람직하게는 고무 탄성의 재료로 형성된다. 슬리브는 도 5 및 도 6에 도시되지 않으며, 오히려 슬리브를 조일 때 슬리브가 방사방향 외부로 변위되는 것을 방지하는 커버링 부재(28)가 도시된다.
조여야 하는 슬리브는 도 5 및 도 6에 따라 성형 셸(29)에 의해 부분적으로 둘러싸이고, 조임 장치의 조임 부재(30)는 성형 셸(29)에 방사방향 외부로 안내된다. 조임 부재(30)는 도 5 및 도 6에 따라 조임 벨트로 형성되고, 조임 벨트(30)의 단부들(31)은 각각 조임 볼트(32)를 둘러싸는 루프를 형성한다. 조임 볼트(32)는 파이프 커플링(27)의 축방향으로 연장된다. 조임 볼트(32)에는 조임 스크루(33)가 고정되고, 상기 조임 스크루는 파이프 커플링(27)의 원주 방향으로 연장된다.
조임 벨트(30)는 바람직하게는 폴리머 화합물, 특히 폴리에스테르로 형성된다. 이러한 폴리머 화합물의 높은 파괴 연신율로 인해, 조임 벨트(30)가 동적 하중에 대해 민감하지 않게 된다. 조임 벨트(30)는 슬리브를 조이는 역할을 하는 전체 원주 방향 힘을 흡수하고, 이에 따라 슬리브에 직접 인접한 파이프 커플링(27)의 성형 셸(29)은 조임력을 흡수할 필요가 없다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 양태에 따른 파이프 커플링(34)의 제2 실시예를 도시한다. 도 7 및 도 8의 실시예는 조임 장치의 조임 부재로서 조임 벨트 대신에 2개의 조임 케이블(35)을 사용한다는 점이 도 5 및 도 6의 실시예와 다르다. 나머지 세부사항에 있어서는 도 7 및 도 8의 실시예가 도 5 및 도 6의 실시예와 일치하므로, 불필요한 반복 설명을 피하기 위해, 동일한 유닛에는 동일한 도면 부호가 사용된다.
도 7 및 도 8의 실시예에서도 슬리브(28)를 조이기 위해 필요한 원주 방향 힘이 조임 케이블(35)에 의해 완전히 흡수되기 때문에, 성형 셸(29)은 조임력을 전달하거나 흡수할 필요가 없다. 조임 케이블들(35)은 바람직하게 강 케이블로 형성된다.
도 7 및 도 8에 따른 조임 케이블을 사용하면, 기계적 손상에 대한 내성이 도 5 및 도 6에 따른 조임 벨트를 사용할 때보다 약간 더 양호하지만, 제조 비용은 조임 케이블을 사용할 때보다 높다. 조임 벨트를 사용하면, 조임 볼트(32)를 통한 힘의 도입이 조임 케이블을 사용할 때보다 더 양호하다.
10, 25, 27, 34 : 파이프 커플링 11 : 슬리브
12, 13 : 조임 스트랩 14, 33: 조임 스크루
15, 31 : 단부 16 : 감는 부분
17 : 결합 부분 18, 32 : 조임 볼트
19 : 외부면 20 : 이행 영역
21 : 용접 시임 22 : 태브(tab)
23 : 에지 24 : 축소부
26 : 리벳(rivet) 28 : 커버링 부재
29 : 성형 셸 30 : 조임 부재(조임 벨트)
35 : 조임 부재(조임 케이블)

Claims (5)

  1. 2개의 파이프들의 인접한 단부들을 결합하기 위한 파이프 커플링으로서, 파이프들의 단부들 사이의 간격을 밀봉하기 위해 사용되는, 탄성 재료로 이루어진 링형 슬리브, 및 하나 이상의 조임 스크루를 가진, 상기 슬리브를 조이기 위한 조임 장치를 포함하는, 파이프 커플링에 있어서,
    상기 슬리브(28)는 성형 셸(29)에 의해 부분적으로 둘러싸이고, 상기 성형 셸(29)에는 상기 조임 장치의 하나 이상의 조임 부재(30, 35)가 안내되고, 상기 조임 장치는 상기 성형 셸(29)을 통해 상기 슬리브(28)를 조이는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조임 장치의 상기 조임 부재(30)는 조임 벨트로서 형성되고, 상기 조임 벨트(30)는 상기 성형 셸(29)의 외부면에 안내되며, 상기 조임 벨트(30)의 단부들은 각각 조임 볼트(32)를 감는 루프를 형성하고, 상기 조임 볼트를 통해 상기 조임 스크루(33)가 연장되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
  3. 제2항에 있어서, 상기 조임 벨트(30)는 폴리머 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조임 장치의 상기 조임 부재(35)는 조임 케이블로서 형성되고, 상기 조임 케이블(35)은 상기 성형 셸(29)의 외부면에 안내되며, 상기 조임 케이블(35)의 단부들은 각각 조임 볼트(32)를 감는 루프를 형성하고, 상기 조임 볼트를 통해 상기 조임 스크루(33)가 연장되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조임 케이블(35)은 강으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
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