KR20210124070A - 서포트 러그를 갖는 와셔 및 칼라를 포함하는, 파이프 연결용 클램핑 시스템 - Google Patents

Abstract

클램핑 시스템은 대향하는 단부들이 돌출하는 지지표면을 가지는 2개의 파이프들을 연결하기 위하여 사용된다. 클램핑 시스템은 클램핑될 수 있는 칼라(10) 및 와셔(20)를 포함한다. 칼라는, 그 내주부가 지지표면들이 삽입될 수 있는 오목부를 획정하는 벨트(12)를 포함한다. 와셔(20)는, 벨트 내측에 배치되고 벨트의 가장자리부(13)에 걸리도록 구성되는 후크(30A)를 갖는 서포트 러그(30)를 지니는 환형부분(22)과, 환형부분(22)과 후크(30A)와의 사이에서 연장되는 링크 섹션(30B)을 포함한다. 링크 섹션은 반경방향 외측으로 구부러지고 유지 가장자리부(30D')를갖는 적어도 하나의 유지 날개부(30D)를 지니며, 유지 윙(30D)은, 축선방향으로 측정할 때, 자유단부(30D")를 향하여 감소하는 폭(l30D)을 가지며, 벨트의 가장자리부(13)는 유지 가장자리부와 후크와의 사이에 형성되는 공간 내에 수용된다.

Description

서포트 러그를 갖는 와셔 및 칼라를 포함하는, 파이프 연결용 클램핑 시스템 {CLAMPING SYSTEM FOR CONNECTING PIPES, COMPRISING A COLLAR AND A WASHER CARRYING SUPPORT LUGS}

본 개시는 제1 및 제2 파이프를 연결하기 위한 클램핑 시스템에 관한 것으로, 파이프의 마주하는 단부는 상기 파이프의 원통형 외부표면에 비해 돌출하는 지지표면을 가지며, 이 클램핑 시스템은 칼라 및 와셔를 포함하고, 이 칼라는 파이프의 지지표면 주위에 클램핑될 수 있다.

특허문헌 EP 1 451 498, EP 2 598 785 및 EP 3 232 107에는 직경이 감소됨으로써 클램핑 가능한 벨트를 가지는 칼라 및 이 칼라에 사전-장착되는 와셔를 포함하는 클램핑 시스템이 개시되어 있다. 더욱 상세하게는, 이러한 시스템은 밀봉부를 형성하는 폐쇄 환형부 및 칼라에 이러한 밀봉부를 결합하는 러그(lug)들을 포함하는 와셔를 포함한다. 와셔는 처음에는 벨트의 내주부와 와셔의 환형부 사이에 환형 공간이 형성되도록 칼라의 벨트에 대해 유지되어, 벨트와 와셔의 환형부 사이에 파이프의 단부의 결합을 허용한다. 그 다음에, 내부 파이프가 와셔의 환형부와 접촉하도록 결합된다. 이러한 장치는, 클램핑 칼라를 위한 지지부로서 사용되는 반경방향 돌출 표면을 가지며 함께 끼워맞춰지는 2개의 파이프들을 클램핑하기에 특히 적합하며, 여기서 클램핑 칼라는 이들 반경방향 돌출 표면들을 수용 가능한 오목부를 포함하며, 와셔의 환형부는 이들 돌출 표면들에 알맞은 형상을 갖는다.

특히, 칼라의 벨트뿐만 아니라, 와셔는, 스테인리스강 유형의 금속으로 만들어질 수 있다.

전술한 특허문헌, 특히 EP 1 451 498 및 EP 2 598 785에 있어서, 와셔는 다양한 유형의 러그들에 의해서 언클램핑 상태에서 칼라에 대해 정위치로 유지된다. 몇몇 러그들은 내부 러그이며, 이것들은 벨트 내측에 완전히 포함되어, 벨트의 플랭크(flanks)들 중 하나의 내주부에 지지되도록 그리고 이 플랭크의 외측으로의 제1 방향으로 칼라에 대한 축선방향 변위에 대해서 와셔를 유지하도록 반경방향으로 세워진 탭의 형상을 갖는다. 내부 러그보다 긴 나머지 러그들은, 대향 방향으로의 축선방향 변위에 대해서 와셔를 유지하도록, 머리부가 벨트 플랭크의 가장자리부를 넘어서 외측으로 돌출하여 걸리는 후크와 같은 형상을 갖는다. 따라서, 이들 2가지 유형의 러그들은 칼라의 클램핑 전에 칼라에 대한 와셔의 축선방향 위치를 유지시켜 전술한 환형 공간의 존재를 보장한다. 칼라에 대한 와셔의 중심맞춤을 위하여 또 다른 러그들이 사용된다.

이들 시스템은 만족스럽긴 하지만, 상대적으로 복잡한 형상을 필요로 하며 이들 다양한 유형의 러그들을 와셔에 장비하기 위해 특별한 제조과정이 필요하다.

본 개시는 전술한 단점을 적어도 실질적으로 극복하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 개시는 제1 및 제2 파이프를 연결하기 위한 클램핑 시스템에 관한 것으로서, 파이프의 마주하는 단부는 상기 파이프의 원통형 외부표면에 비해 돌출하는 지지표면을 가지며, 상기 클램핑 시스템은 클램핑될 수 있는 칼라 및 와셔를 포함하며, 상기 칼라는 상기 지지표면이 삽입될 수 있는 오목부를 획정하는 내주부에 의해 상기 지지표면과 협력할 수 있는 벨트를 포함하며, 상기 와셔는 상기 벨트 내에 배치되고 서포트 러그를 갖는 환형부를 포함하고 이 서포트 러그는 상기 벨트의 가장자리부에 걸리도록 구성된 후크 및 상기 환형부와 상기 후크 사이에서 연장하는 링크 섹션을 가지며, 상기 링크 섹션은 적어도 하나의 유지 날개부를 갖추고 있으며 이 유지 날개부는 반경방향 외측으로 구부러져 있고 상기 후크로부터 이격된 유지 가장자리부를 가지며, 상기 유지 날개부는 축선방향으로 측정되는 폭을 가지며, 이 폭은 자유단부를 향해 감소하며, 상기 벨트의 가장자리부는 상기 유지 가장자리부와 상기 후크 사이에 형성된 공간 내에 수용된다.

따라서, 하나의 서포트 러그가, 구부러진 유지 날개부 및 후크를 통해, 대향되는 2개의 축선방향에서의 칼라에 대한 와셔의 유지 그리고 파이프에 대해 클램핑 시스템을 사전-장착하기 위해 벨트의 인접한 플랭크와 와셔 사이에 파이프의 단부를 결합하기 위하여 필요한 환형 공간의 유지 양쪽 모두를 허용하게 된다. 그러므로 이것은 와셔의 이중 축선방향 유지 기능 및 스페이서 기능을 수행한다. 본 개시에 따르면, 유지 날개부의 축선방향 폭은 자유단부를 향해 감소한다. 칼라를 클램핑하는 동안, 서포트 러그, 특히 유지 날개부는 지지표면에 대한 벨트의 효과적인 클램핑을 허용하도록 변형된다. 파이프에 대한 칼라의 클램핑 상태에 있어서, 서포트 러그, 특히 유지 날개부의 반경방향 공간 요구사항을 최소화하는 것이 실제로 중요하다. 유지 날개부의 이러한 변형은, 그것을 갖는 링크 섹션에 대해 펴지는 것처럼, 예를 들어 반경방향 내측으로 절첩됨으로써, 반경방향 높이를 감소시킨다. 칼라의 클램핑을 위하여 구현되는 힘의 일부는 유지 날개부의 변형을 야기시키도록 소비되고, 그에 따라 지지표면에 대한 벨트의 클램핑력에 직접적으로 유용하지는 않다. 출원인은 자유단부에서 폭이 작은 유지 날개부를 제공하는 것이 반경방향 변형력에 더 민감하다는 것을 깨달았다. 다시 말해서, 특정 형상 덕분에, 유지 날개부는 적당한 힘에서 변형되기 시작하고, 일단 이러한 변형이 시작되면, 클램핑력의 상당 부분을 소비하지 않고도 칼라의 클램핑이 계속됨에 따라 이 변형은 계속된다. 따라서, 유지 날개부는 그 베이스부에서, 축선방향 변형을 견딜 수 있기에 충분한 그리고 와셔의 이중 축선방향 유지 기능 및 스페이서 기능을 수행할 수 있기에 충분한 폭을 가지고 있지만, 칼라를 클램핑하는 동안, 유지 날개부는 클램핑을 위하여 구현되는 힘의 상당 부분을 소비함 없이 변형될 수 있다. 유지 날개부의 폭은 그 베이스부로부터 연속적으로 감소되는 것은 아닐 수 있지만, 적어도 외부의 반경방향 자유단부의 영역에서, 유지 날개부는 그 자유단부까지 반경방향 외측으로 진행함에 따라 감소하는 폭을 갖는다. 그러나 유지 날개부의 폭은 베이스부로부터 자유단부까지 감소하는 것이 유리하다.

대안적으로, 유지 날개부는 삼각형상을 갖는다.

대안적으로, 유지 날개부의 자유단부에서의 폭은 유지 날개부의 베이스부에서의 폭의 1/4보다 작거나 같으며, 대안적으로 유지 날개부의 베이스부에서의 폭의 1/10보다 작거나 같다.

대안적으로, 유지 날개부의 자유단부에서의 폭은 링크 섹션의 길이의 1/5보다 작거나 같으며, 대안적으로 링크 섹션의 길이의 1/15보다 작거나 같다.

대안적으로, 유지 날개부의 베이스부에서의 폭은 링크 섹션의 길이의 1/3보다 작거나 같다.

대안적으로, 유지 날개부의 자유단부는 팁을 형성한다.

대안적으로, 반경방향으로 볼 때, 유지 날개부의 유지 가장자리부는 오목한 형상을 갖는다.

대안적으로, 반경방향으로 볼 때, 유지 가장자리부에 대향하는 유지 날개부의 가장자리부는 볼록한 형상을 갖는다.

대안적으로, 링크 섹션은 2개의 가장자리부 각각에 유지 날개부를 갖는다.

대안적으로, 서포트 러그는 칼라 내로 삽입되는 파이프의 지지표면을 파지하도록 구성된 내부 돌출부를 갖는다.

대안적으로, 내부 돌출부는 링크 섹션에 의해 운반되고 상기 링크 섹션에 대해 반경방향 내측으로 구부러지는 탭을 포함한다.

대안적으로, 탭은 링크 섹션에서 절취된다.

대안적으로, 탭은 후크로부터 멀어지는 방향으로 배향된다.

대안적으로, 링크 섹션은 실질적으로 축선방향으로 연장한다.

대안적으로, 서포트 러그는 환형부와 일체로 형성된다.

하나의 서포트 러그가, 구부러진 유지 날개부 및 후크를 통해, 대향되는 2개의 축선방향에서의 칼라에 대한 와셔의 유지 그리고 파이프에 대해 클램핑 시스템을 사전-장착하기 위해 벨트의 인접한 플랭크와 와셔 사이에 파이프의 단부를 결합하기 위하여 필요한 환형 공간의 유지 양쪽 모두를 허용하게 된다. 그러므로 이것은 와셔의 이중 축선방향 유지 기능 및 스페이서 기능을 수행한다. 본 개시에 따르면, 유지 날개부의 축선방향 폭은 자유단부를 향해 감소한다. 칼라를 클램핑하는 동안, 서포트 러그, 특히 유지 날개부는 지지표면에 대한 벨트의 효과적인 클램핑을 허용하도록 변형된다. 파이프에 대한 칼라의 클램핑 상태에 있어서, 서포트 러그, 특히 유지 날개부의 반경방향 공간 요구사항을 최소화하는 것이 실제로 중요하다. 유지 날개부의 이러한 변형은, 그것을 갖는 링크 섹션에 대해 펴지는 것처럼, 예를 들어 반경방향 내측으로 절첩됨으로써, 반경방향 높이를 감소시킨다. 칼라의 클램핑을 위하여 구현되는 힘의 일부는 유지 날개부의 변형을 야기시키도록 소비되고, 그에 따라 지지표면에 대한 벨트의 클램핑력에 직접적으로 유용하지는 않다. 출원인은 자유단부에서 폭이 작은 유지 날개부를 제공하는 것이 반경방향 변형력에 더 민감하다는 것을 깨달았다. 다시 말해서, 특정 형상 덕분에, 유지 날개부는 적당한 힘에서 변형되기 시작하고, 일단 이러한 변형이 시작되면, 클램핑력의 상당 부분을 소비하지 않고도 칼라의 클램핑이 계속됨에 따라 이 변형은 계속된다. 따라서, 유지 날개부는 그 베이스부에서, 축선방향 변형을 견딜 수 있기에 충분한 그리고 와셔의 이중 축선방향 유지 기능 및 스페이서 기능을 수행할 수 있기에 충분한 폭을 가지고 있지만, 칼라를 클램핑하는 동안, 유지 날개부는 클램핑을 위하여 구현되는 힘의 상당 부분을 소비함 없이 변형될 수 있다. 유지 날개부의 폭은 그 베이스부로부터 연속적으로 감소되는 것은 아닐 수 있지만, 적어도 외부의 반경방향 자유단부의 영역에서, 유지 날개부는 그 자유단부까지 반경방향 외측으로 진행함에 따라 감소하는 폭을 갖는다. 그러나 유지 날개부의 폭은 베이스부로부터 자유단부까지 감소하는 것이 유리하다.

도 1은 일 측면으로부터 취해진 본 개시에 따른 클램핑 시스템의 사시도이다.
도 2는 다른 측면으로부터 취해진, 도 1에 나타낸 클램핑 시스템의 사이도이다.
도 3은, 클램핑 시스템을 이용하여 조립되는 2개의 파이프의 단부들과 함께, 본 클램핑 시스템을 구성하는 다양한 요소들을 분리하여 나타내는 분리사시도이다.
도 4는, 한편으로는 본 개시에 따른 클램핑 시스템을, 그리고 다른 한편으로는 본 클램핑 시스템을 이용하여 조립되는 2개의 파이프의 단부들을 나타내는, 도 1의 평면 IV에 있어서의 축선방향 단면도이다.
도 5는 도 1의 V 부분을 상세하게 도시하는 확대도이다.
도 6은 도 2의 VI 부분을 상세하게 도시하는 확대도이다.
도 7은 도 4의 VII 부분을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 8은 일 변형예에 대한, 도 4와 유사하게 취해진 축선방향 부분 단면도이다.
도 9는 밀봉부에 대한 일 변형예를 나타내는 부분 사시도이다.
도 10은 서포트 러그의 일 변형예를 나타내는 도면이다.

도 1은 그 단부가 클램핑 러그(lugs, 각각 12A 및 12B)를 형성하도록 반경방향으로 세워지는 벨트(12)를 포함하는 클램핑 칼라(10)를 도시한다. 칼라를 클램핑하기 위해서, 클램핑 러그(12A 및 12B)와 클램핑 나사(14)의 협력에 의해 벨트의 직경은 감소된다. 나사의 몸통부(14B)는 클램핑 러그의 구멍을 통과하며, 나사의 머리부(14A)는 러그(12A)와 협력하고 머리부의 반대쪽 단부에는 본 경우에 있어서 스페이서(14D)를 통해 러그(12B)와 협력하는 너트(14C)가 제공된다.

벨트(12)는 이 벨트의 2개의 플랭크(franks, 각각 12C 및 12D) 사이에 형성되는 내부 오목부(15)(도 4에 더욱 잘 도시됨)를 갖는다. 본 경우에 시일을 형성하는 와셔(20)는 벨트의 내측에 배치된다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 클램핑 시스템은 지지표면(1A 및 2A)을 단부에 구비한 2개의 파이프(1 및 2)들을 연결하기 위해 사용된다. 파이프들을 연결하기 위해서, 파이프의 단부들은 오목부(15) 내에 축선방향으로 위치될 때까지 함께 가까워지고, 벨트의 직경이 감소되어 플랭크(12C 및 12D)들은 지지표면(1A 및 2A)에 대항하여 클램핑된다. 본 경우에 있어서, 지지표면(1A 및 2A)은 파이프(1 및 2)의 단부에 제공되는 반경방향 플랜지 상에 형성된다.

이하, 비록 밀봉 기능은 와셔의 기능 중 단지 하나의 예일 뿐이지만, 와셔(20)는 시일이라고도 언급된다. 와셔는 주로 파이프들 중 하나에 칼라를 사전-장착하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 시일(20)은 칼라 내측에 배치된다. 파이프(1 및 2)들의 연결을 위하여, 파이프(1A 및 2A) 단부의 전방표면(1'A 및 2'A)들은 시일(20)에 제공되는 환형 밀봉부(21)의 양쪽에 위치된다.

본 개시에 있어서 파이프(1 또는 2)에 대해 전방 방향이란, 파이프의 단부들이 이 파이프들을 조립하기 위해 함께 가까워질 때, 다른 파이프(2 또는 1)를 향하는 방향을 의미한다. 따라서, 지지표면(1A 및 2A)은 파이프의 단부에 제공되는 반경방향 플랜지의 후방면에 형성된다. 후방 방향은 명백하게 그 반대 방향이다. 하나의 요소에 있어서, 내측 방향은 축선(A)을 향하는 방향이다. 외측 방향은 그 반대쪽이다.

본 경우에 있어서, 환형 밀봉부는 금속 와셔(22) 및 이 금속 와셔에 고정되는 비-금속계(non-metal based) 와셔(24)를 포함한다. 본 경우에 있어서, 도 1, 2 및 3을 함께 고려함으로써 이해될 수 있는 바와 같이, 환형 밀봉부는 금속 와셔(22)와, 이 금속 와셔의 일측 면에 배치되는 비-금속계 와셔(24)와, 금속 와셔의 타측 면에 배치되는 또 다른 비-금속계 와셔(26)를 포함한다. 따라서, 금속 와셔는 비-금속계 와셔(22 및 24)들 사이에 끼워져 있다.

예를 들어, 금속 와셔(22)는 벨트(12)와 동일한 금속, 예컨대 스테인리스강과 같은 금속으로 제작될 수 있다. 비-금속계 와셔(24, 26)(들)는 복합재료, 예컨대 운모-계 재료와 같은 복합재료로 형성될 수 있다.

비-금속계 와셔(24 및 26)(들)은 금속 와셔(22)에 의해 운반된다. 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 이 금속 와셔(22)는 서포트 러그를 가지며, 이를 통해 금속 와셔 및 비-금속계 와셔는 칼라(10)에 대해 지지된다. 따라서 시일은 벨트에 사전-장착되며, 다시 말해서, 파이프에 칼라를 위치시켜 클램핑하기 전에, 칼라 및 시일이 전체적으로 하나로 취급될 수 있도록 시일은 칼라에 의해 운반된다.

또한, 금속 와셔는, 조립될 파이프들 중 하나에 대해 이 와셔가 구비된 칼라를 사전-장착하기 위하여 사용되는 서포트 러그를 가질 수도 있다. 따라서, 칼라 및 시일에 의해 형성된 조립체는 파이프들 중 하나의 단부에 배치될 수 있고, 다른 파이프의 단부에 위치되어 칼라를 클램핑시키기 전에, 하나의 단부에서 정위치되어 유지될 수 있다. 상기 서포트 러그는 벨트에 시일을 사전-장착하고 파이프들 중 하나의 단부에 칼라 및 시일에 의해 형성된 조립체를 사전-장착하는 이중 기능(dual function)을 가질 수 있다. 이들 서포트 러그는 금속 와셔(22)의 외주부(벨트의 축선(A)으로부터 이격됨)에 구비된다.

본 경우에 있어서, 3가지 상이한 유형의 러그들이 제공되고 있다. 도 7 및 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 서포트 러그(30)는 벨트(12)의 플랭크(12C)의 가장자리부(13)에 걸릴 수 있도록 후크와 같이 만곡된 단부(30A)(이하, 간단히 '후크'라고도 함)를 갖는다. 이러한 후크(30A)와 금속 와셔(22)의 외주부(22')에 대한 연결 구역 사이에서, 이들 서포트 러그(30)는, 본 경우에 있어서는 실질적으로 축선방향으로 연장하는, 다시 말해서, 축선(A)에 실질적으로 평행한 링크 섹션(30B)을 갖는다. 도 7에 더욱 양호하게 도시된 바와 같이, 이러한 링크 섹션(30B)은 걸림 탭(30C)을 가지며, 이 걸림 탭은 링크 섹션(30B) 내에서 절취되어, 후크(30A)로부터 금속 와셔(22')의 외주부로의 방향으로, 그 자유단부를 향해 연장되면서 반경방향 내측으로 구부러진다. 이러한 걸림 탭(30C)은 파이프의 단부에 사전-장착된 칼라를 유지하기 위해서 파이프(1)의 지지표면(1A)에 대해 와셔를 파지시키도록 사용된다. 후크(30A)로부터 멀어지는 방향으로의 이 걸림 탭(30C)의 배향은, 도 4에 도시된 화살표 R1을 따라, 파이프(1)에 대하여 후방 방향으로 와셔로부터 파이프가 분리되는 것을 방지한다는 것을 알 수 있다. 서포트 러그(30)의 걸림 탭(30C)은 칼라 내로 삽입된 지지표면(1A)을 파지하도록 구성되는 내부 돌출부의 일례이다.

또한, 서포트 러그(30)는 유지 날개부(30D)를 가지며, 이 유지 날개부는, 링크 섹션(30B)의 길이방향 가장자리부로부터, 반경방향 외측으로 다시 말해서 축선(A)으로부터 멀어지도록 구부러진다. 또한, 이들 유지 날개부(30D)는 후크(30A)의 내부면을 향하여 배향되고 그에 따라 시일이 와셔 내에 사전-장착될 때 벨트(12)의 플랭크(12C)의 내부면을 향하여 배향되는 유지 가장자리부(30D')를 갖는다. 이들 유지 가장자리부(30D')는 후크(30A)의 내부면으로부터 이격되어 있다. 플랭크(12C)의 가장자리부(13)는 후크(30A)와 유지 가장자리부(30D) 사이에 형성된 공간 내에 수용된다. 이는 칼라의 벨트에 대해 금속 와셔(22)를 유지할 수 있도록 하여 이를 양쪽 축선방향으로 유지하게 한다.

도면에는 링크 섹션(30B)이 (축선(A)에 실질적으로 평행한) 2개의 길이방향 가장자리부(30B') 각각에 대해 유지 날개부(30D)를 가지는 것으로 도시되어 있지만, 단지 하나의 유지 날개부만을 가질 수도 있다.

유지 날개부(30D)는 축선방향으로 측정되는 폭(l30D)을 가지며, 이는 자유단부(30D")를 향해 감소하는 것을 도 7에서 알 수 있다. 따라서, 칼라의 클램핑 동안에, 유지 날개부(30D)는 플랭크(12C)의 내주부에 대항하여 자연스럽게 슬라이딩하여 클램핑을 저해하지 않으면서 구부러지거나 파괴될 수 있다.

자유단부에서의 유지 날개부의 폭은 매우 작아서, 칼라의 언클램핑 상태에서 플랭크(12C)의 내주부에 대항하여 거의 점 접촉을 제공한다는 것을 알 수 있다. 자유단부에서의 유지 날개부의 폭은 유지 날개부의 베이스부(30D"')에서의 폭의 1/4보다 작거나 같으며, 이 베이스부는 유지 날개부의 일부로서 이 베이스부를 통해 유지 날개부는 링크 섹션(30B)에 부착된다. 자유단부(30D")에서의 유지 날개부의 폭은 베이스부(30D"')에서의 폭의 1/10보다 작거나 같을 수도 있다.

자유단부(30D")에서의 유지 날개부(30D)의 폭은 링크 섹션(30B)의 길이(l30B)의 1/5보다 작거나 같으며, 이 길이(l30B)는 축선방향으로 측정된다. 자유단부(30D")에서의 유지 날개부(30D)의 폭은 링크 섹션(30B)의 길이(l30B)의 1/15보다 작거나 같을 수도 있다.

베이스부(30D"')에서의 유지 날개부(30D)의 폭은 링크 섹션(30B)의 길이(l30B)의 1/3보다 작거나 같다.

이들 치수 특성 및 기하학적 비율은 유지 날개부가 양호한 저항력을 가질 것을 보장할 필요성과 반경방향 내측으로의 힘의 작용 하에서 유지 날개부가 상당히 용이하게 변형되는 것을 허용하여 지나치게 큰 클램핑력을 소모하지 않게 할 필요성과의 사이에서 탁월한 절충점을 얻을 수 있도록 한다.

일반적으로, 유지 날개부의 자유단부(30D")는 팁을 형성하여, 칼라의 언클램핑 상태에서 플랭크(12C)의 내주부에 대항하여 지지되는 포인트(거의 점)를 제공한다.

일반적으로, 유지 날개부는 삼각형 모양을 갖는다. 어떤 면에서는, 유지 날개부는 스케이트 날개(skate wing)의 형상을 가지며, 이는 축선방향 힘에 대해서는 저항하는 반면 반경방향 힘 아래에서는 매우 쉽게 구부러진다. 유지 날개부를 만드는 재료의 양은 최소화되며, 이는 클램핑력 하에서 유지 날개부가 변형되는 능력을 촉진하지만, 유지 날개부의 베이스부는 충분히 넓어, 칼라가 클램핑되지 않는 한 유지 날개부는 축선방향 유지 기능 및 스페이서 기능을 수행할 수 있을만큼 충분히 반경방향으로 길다.

도 7에서와 같이 반경방향으로 볼 때, 유지 날개부(30D)의 유지 가장자리부(30D')는 오목한 형상을 갖는다. 이것은, 이 가장자리부가 볼록한 표면을 형성하도록 방사(radiated)될 때, 클램핑 동안에, 벨트의 플랭크의 가장자리부와 유지 날개부의 유지 가장자리부와의 사이에서 원호-대-원호 선회 운동(arc-to-arc pivotal movement)을 허용한다. 이러한 선회 운동은 클램핑 동안에 유지 날개부의 플랩 운동(flap movement)을 촉진한다.

역으로, 유지 가장자리부(30D')에 대향되는 유지 날개부(30D)의 가장자리부(30D1)는 볼록한 형상을 갖는다.

서포트 러그는, 하나의 스트립으로, 와셔와 일체로 형성될 수 있다. 서포트 러그는, 연속적인 절첩 가공을 수행하기 전, 초기에, 절단되어 평평하게 형성된다. 평평할 때 유지 날개부는 삼각형을 형성할 수 있으며, 여기서 유지 날개부의 베이스부는 링크 섹션에 부착되어 있고, 유지 가장자리를 형성하게 되는 측부는 링크 섹션의 길이방향에 실질적으로 직교하는 한편, 유지 가장자리부에 대향되는 가장자리부를 형성하게 되는 또 다른 측부는 길이방향에 대해 대략 45도만큼 경사져 있다. 유지 가장자리부를 형성하게 되는 유지 날개부의 측부는, 평평할 때, 아주 약간 오목할 수 있어, 예를 들어 큰 곡률 반경을 갖는 원의 원호 형상을 가질 수 있는데, 이것은 유지 날개부의 전체적인 삼각형 모양을 해치지 않는다.

또한 서포트 러그는 와셔(22)의 외주부(22')에 대한 부착 영역에 대향하는 자유단부에 후크(32A)를 가지는 러그(32)를 포함한다. 이들 러그(32)는 후크(32A)와 이들 러그의 와셔(22)에 대한 부착부와의 사이에서 실질적으로 축선방향으로 연장하는 축선방향 섹션(32B)을 또한 포함한다. 이들 러그(32)는 전술한 걸림 탭(30C)과 유사한 걸림 탭(32C)을 또한 갖는다. 마지막으로, 이들 러그(32)는 전술한 유지 날개부(30D)와는 반대쪽을 향하는 센터링 날개부(32D)를 또한 포함한다. 실제로, 센터링 날개부(32D)는 축선방향 섹션(32B)의 길이방향 가장자리부로부터 반경방향 내측으로 구부러져 있다. 이들 센터링 날개부(32D)는, 반경방향 간극에 대해서 파이프에 대해 와셔를 유지함으로써 파이프(1)의 단부에 칼라를 사전-장착 유지하는데 공헌하는 길이방향 가장자리부(32D')를 갖는다. 길이방향 가장자리부(32D')는 클램핑 도중에 절첩되는 것을 촉진하기 위해 국부적으로 테이퍼진 돌출부를 가질 수 있다.

도 1 및 3에 도시된 바와 같이, 금속 와셔는 러그(34)를 더 가지며, 이 러그는 와셔(22)의 외주부(22')에 대향하는 자유단부에 후크(34A)를 갖고 있으며 와셔로부터 이들 후크까지 연장하는 축선방향 섹션을 갖는다. 이들 러그는 벨트에 대한 와셔의 각도 웨징(angular wedging)을 위하여 사용되며, 후크(34A)는 벨트의 플랭크(12C)의 가장자리부(13)에 제공되는 노치(13A)에 맞물린다.

일반적으로, 서포트 러그 즉 러그(30) 및 러그(32)는 와셔(22)의 외주부에 번갈아 배치되어 있다. 이들 러그(30 및 32)는 도 4에 도시된 방향 R1과는 반대쪽 방향으로 시일이 벨트에 대해 이동하는 것을 방지함으로써 벨트(12)의 플랭크(12C)의 가장자리부(13)에 대한 걸어맞춤을 위하여 사용된다. 유지 날개부(30D)는 벨트에 대해 방향 R1으로의 변위를 제한함으로써 벨트에 대해 와셔를 유지시키기 위해 사용된다. 러그(32)뿐만 아니라 이들 러그(30)는 와셔 내측에 파이프의 단부를 유지시키기 위해 사용되는 걸림 탭(30C 또는 32C)을 또한 갖는다. 러그(32)는 와셔에 대해 파이프를 중심에 맞추기 위해 사용되는 센터링 날개부(32D)를 또한 갖는다.

특히 도 3에 도시된 바와 같이, 서포트 러그(30 및 32)는 금속 와셔와 함께 일체로 형성된다. 실제로 금속 와셔는, 절취, 스탬핑 및 절첩 가공에 의해, 스트립으로부터 일체로 형성된다.

도 1 내지 4에 나타낸 실시예에 있어서, 금속 와셔(22) 및 비-금속계 와셔(24 및 26)는 실질적으로 평면(planar)이다. 실제로, 파이프(1 및 2)의 지지표면이 형성되는 플랜지의 전방표면(1'A 및 2'A)은 반경방향으로 배향된다.

그렇지만, 특허문헌 EP 1 451 498, EP 2 598 785 또는 EP 3 232 107에 예를 들어 나타낸 바와 같이, 칼라는 지지표면들이 절두원추형인 파이프에 사전-장착될 수 있다. 이 경우에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 와셔(122)는 절두원추형 표면, 특히 스탬핑된 절두원추형 표면을 가질 수 있다. 도 8의 단면도에는, 전술한 러그와 유사하게, 와셔(122) 및 러그(30, 32 및 34)들을 갖춘 시일(120)이 도시되어 있다. 이 벨트(112)는, 파이프(101 및 102)의 플레어 형상에 맞춰, 플랭크(112C 및 112B)가 V자의 가지부(branches)처럼 경사질 수 있다는 것 외에는, 벨트(12)와 유사하다. 실제로, 파이프(101)의 지지표면(101A)은 플레어 형상을 형성하는 절두원추 형상을 가지며, 파이프(102)의 지지표면(102A)은 전술한 플레어 형상에 알맞은 절두원추형 표면을 또한 형성하는 전방면(102'A)을 갖는다. 또한 절두원추부 즉 전방면(102'A)에 대해 방향 R2로 후방에 형성된 지지표면(102A)은, 벨트(112)의 플랭크(112B)에 실질적으로 평행하게, 대향 방향으로 절두원추형이다. 도시된 바와 같이, 금속 와셔는 그 연결이 시일(120)을 이용하여 밀봉되어야만 하는 파이프들의 표면(101'A 및 102'A) 형상에 맞춰 스탬핑된 절두원추형 표면(122A)을 갖는다. 비-금속계 와셔(124)는 그 일부가 금속 와셔(122)의 절두원추형 표면의 절두원추 형상과 정합하도록 변형되는 평평한 링으로 형성된다.

축선(A)에 직교하는 방향에 대해 파이프의 전술한 절두원추형 표면에 의해 형성된 각도(α)는, 처음에는 평평한 비-금속계 와셔의 경우에는 예를 들어 최대 20도 정도일 수 있다. 그렇지만, 처음부터 평평하지 않고, 특히 열성형 가능한 바인더를 포함하는 와셔의 경우, 예를 들어 가열에 의해 상응하는 형상으로 형성되는 비-금속계 와셔를 이용하면, 예를 들어 45도 정도의 보다 큰 각도(α)를 가질 수 있다.

금속 와셔(22)와는 달리, 비-금속계 와셔(24)는 고정 러그 등이 없이 순수하게 환형일 수 있다. 비-금속계 와셔는 금속 와셔(22)에 의해 운반된다. 비-금속계 와셔는 다양한 방식으로 금속 와셔에 고정될 수 있다. 예를 들어, 접합에 의해 금속 와셔에 고정될 수 있다. 비-금속계 와셔(24)는 접착제와 같은 외부 재료를 필요로 하지 않고 순수하게 기계적인 수단에 의해 금속 와셔(22)에 지지될 수 있다. 따라서, 금속 와셔는 비-금속계 와셔가 이 금속 와셔에 대해 유지되도록 비-금속계 와셔와 협력하는 유지 러그를 가질 수 있다. 따라서, 도 1 및 5에 있어서, 금속 와셔(22)는 와셔의 절취부에 의해 형성되는 러그(36)를 가지며 이 러그는 자유단부가 축선(A)을 향하는 탭을 형성하도록 축선방향으로 약간 곧게 펴진다는 것을 알 수 있다. 그에 따라 이들 유지 러그(36)는 비-금속계 와셔(24)의 외부 반경방향 가장자리부(24A)와 협력함으로써 비-금속계 와셔를 끼워맞춰 유지하기 위해 사용된다. 마찬가지로, 도 2 및 6에 도시된 바와 같이, 금속 와셔(22)는 유지 러그(38)를 가지며 이 러그는 유지 러그(36)와 유사하지만 와셔(22)의 다른 쪽 면에 위치되는 비-금속계 와셔(26)를 유지하기 위해 축선방향 반대쪽을 향한다.

금속 와셔(22)는 환형의 돌기(bulge)나, 일반적으로, 축선방향 변형 용량(capacity)을 부여하는 환형의 릴리프(relief)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 있어서, 금속 와셔(22)는 비-금속계 와셔(24)가 배치되는 표면들 중 하나에서 돌출하는 환형 비드(bead, 22A)를 가지는 것을 알 수 있다. 비-금속계 와셔(24 또는 26)는 평평할 수 있거나 환형 돌기(24A)를 가질 수 있다. 비-금속계 와셔(26)는 그 일부에 대하여 환형 돌기(26A)를 가질 수 있다.

도 9는 비-금속계 와셔(124)가 실제로는, 예를 들어 접합에 의해, 함께 고정된 2개의 기본 와셔(각각 123 및 123')로 형성되어 있는 예를 도시한다. 이들 기본 와셔(123 및 123') 각각은 환형 돌기(각각 123A 및 123B)를 갖는다. 따라서, 비-금속계 와셔(124)는 금속 와셔(22)를 향하는 제1 면뿐만 아니라, 그 반대쪽의 제2 면에도 환형 돌기를 갖는다. 환형 돌기(123A 및 123B)는 그 사이에 환형 공간(124')을 형성할 수 있도록 동일한 직경 치수로 배치된다. 도 9에 있어서 금속 와셔(22)는 비-금속계 와셔(124)가 배치되는 일측 면에서 돌출되는 환형 돌기(22A)를 가져, 환형 돌기(22A 및 123A)는 서로에 대항하여 배치되는 것을 알 수 있다.

순수하게 볼록한 환형 돌기 대신에, 금속 와셔(22)는 약간의 접힘부(22B)를 형성하는 파형부(wave) 또는 변형부를 가질 수 있다(도 7 참조).

방금 설명된 예에서, 와셔(20)는 금속 부분 즉 금속 와셔(22) 및 비-금속 부분 즉 비-금속계 와셔(24 또는 124)를 포함한다. 그렇지만, 와셔는 단일 성분일 수 있으며, 특히 금속 와셔(22)로만 형성될 수 있다.

본 개시는 서포트 러그(30)와 유지 날개부(30D)에 초점을 맞춘다. 이들 러그 및 유지 날개부는 벨트의 플랭크에 대한 걸림을 위하여 이용되어, 양쪽 축선방향으로 벨트에 대해 와셔를 유지함으로써 와셔의 축선방향 유지 기능을 수행함과 함께, 벨트의 플랭크의 내부면과 와셔의 환형 부분과의 사이에 환형 공간이 형성되도록 하는 스페이서 기능을 수행하며, 여기서 환형 공간에는 파이프에 대해 클램핑 시스템을 사전-장착하기 위해서 이 파이프의 단부가 삽입될 수 있다.

동일한 서포트 러그로 이들 2가지 기능을 수행함으로써, 그 효율성은 최적화된다. 소망하는 축선방향 저항의 기능으로서 서포트 러그의 개수 및 각도분포를 선택하는 것이 실제로 가능하다. 칼라에 대해 방향 R1으로의 변위에 대해서 와셔의 유지를 위해서만 사용되는 내부 러그를 위한 자리를 남겨둘 필요가 없기 때문에, 특허문헌 EP 1 451 498에서보다 더 많은 서포트 러그를 가질 수 있다.

내부 돌출부(즉 걸림 탭(30C))와 함께, 이들 서포트 러그(30)는 칼라 내에 파이프의 축선방향 유지 기능도 수행한다.

도시된 바와 같이, 와셔는 벨트에 걸리기 위해 사용되기도 하는 러그(32)를 더 가질 수 있다. 이들 러그(32)는 또한, 센터링 날개부(32D)로 인해, 파이프에 대한 클램핑 시스템의 중심 맞춤을 위하여 사용된다.

하나의 러그가 유지 날개부(30D) 유형의 외측으로 절첩된 유지 날개부 및 센터링 날개부(32D) 유형의 내측으로 절첩된 센터링 날개부 양쪽 모두를 가질 수 있다. 이러한 러그는 전술한 와셔의 축선방향 유지 기능과 스페이서 기능을 복합적으로 갖는다. 걸림 탭(30C) 유형의 내부 돌출부가 추가로 제공되면, 파이프의 축선방향 유지 기능을 더욱 보장할 수 있다. 예를 들어, 이러한 다기능 러그(230)가 도 10에 도시되어 있다. 이 다기능 러그는 후크(230A), 링크 섹션(230B), 서포트 러그(30)와 유사한 유지 날개부(230D) 및 탭(230C), 및 러그(32)와 유사한 센터링 날개부(232D)를 갖는다. 특히, 유지 날개부(230D)는 유지 가장자리부(30'D)와 유사한 유지 가장자리부(230'D)를 갖는다는 것과, 센터링 날개부(232D)는 가장자리부(32D)와 유사한 길이방향 센터링 가장자리부를 갖는다는 것을 알 수 있다. 이 경우에 있어서, 유지 날개부(230D) 및 센터링 날개부(232D)는 링크 섹션의 대향되는 2개의 가장자리부에 형성된다. 이 유지 날개부(230D)는 전술한 유지 날개부(30D)와 동일한 기하학적 특성 및 동일한 치수 비율을 갖는다.

러그(30 및 32) 또는 러그(230)는 동일한 길이를 가질 수 있으며, 이는 제조를 단순화시킨다. 이것들이 제공되면, 와셔의 각도 웨징 러그(34)도 동일한 길이를 가질 수 있다.

1: (제1) 파이프, 2: (제2) 파이프, 1'A, 2'A: 지지표면, 10: 칼라, 12: 벨트, 13: 가장자리부, 15: 오목부, 20: 와셔, 22: 환형부, 30: 서포트 러그, 30A: 후크, 30B: 링크 섹션, 30D: 유지 날개부, 30D': 유지 가장자리부, 30D": 자유단부.

Claims (14)

1. 제1 및 제2 파이프(1, 2)를 연결하기 위한 클램핑 시스템으로서,
   파이프의 마주하는 단부는 상기 파이프의 원통형 외부표면에 비해 돌출하는 지지표면(1'A, 2'A)을 가지며,
   상기 클램핑 시스템은 클램핑될 수 있는 칼라(10) 및 와셔(20)를 포함하며,
   상기 칼라는 상기 지지표면이 삽입될 수 있는 오목부(15)를 획정하는 내주부에 의해 상기 지지표면과 협력할 수 있는 벨트(12)를 포함하며,
   상기 와셔(20)는 상기 벨트 내에 배치되고 서포트 러그(30)를 갖는 환형부(22)를 포함하고 이 서포트 러그는 상기 벨트의 가장자리부(13)에 걸리도록 구성된 후크(30A) 및 상기 환형부(22)와 상기 후크(30A) 사이에서 연장하는 링크 섹션(30B)을 가지며,
   상기 링크 섹션은 적어도 하나의 유지 날개부(30D)를 갖추고 있으며 이 유지 날개부는 반경방향 외측으로 구부러져 있고 상기 후크로부터 이격된 유지 가장자리부(30D')를 가지며,
   상기 유지 날개부(30D)는 축선방향으로 측정되는 폭(l30D)을 가지며, 이 폭은 자유단부(30D")를 향해 감소하며,
   상기 벨트의 가장자리부(13)는 상기 유지 가장자리부와 상기 후크 사이에 형성된 공간 내에 수용되는,
   클램핑 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 날개부(30D)는 삼각형상을 가지는, 클램핑 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 날개부(30D)의 상기 자유단부(30D")에서의 폭은 상기 유지 날개부(30D)의 베이스부(30D"')에서의 폭의 1/4보다 작거나 같은, 클램핑 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 날개부(30D)의 상기 자유단부(30D")에서의 폭은 상기 링크 섹션(30B)의 길이(l30B)의 1/5보다 작거나 같은, 클램핑 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 날개부(30D)의 베이스부(30D"')에서의 폭은 상기 링크 섹션(30B)의 길이(l30B)의 1/3보다 작거나 같은, 클램핑 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 날개부의 상기 자유단부(30D")는 팁을 형성하는, 클램핑 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   반경방향으로 볼 때, 상기 유지 날개부(30D)의 상기 유지 가장자리부(30D')는 오목한 형상을 가지는, 클램핑 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   반경방향으로 볼 때, 상기 유지 가장자리부(30D')에 대향하는 상기 유지 날개부(30D)의 가장자리부(30D1)는 볼록한 형상을 가지는, 클램핑 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 링크 섹션(30B)은 2개의 가장자리부(30B') 각각에 유지 날개부(30D)를 가지는, 클램핑 시스템.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 러그는 상기 칼라 내로 삽입되는 파이프의 상기 지지표면을 파지하도록 구성된 내부 돌출부(30C)를 가지는, 클램핑 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 내부 돌출부(30C)는 상기 링크 섹션(30B)에 의해 운반되고 상기 링크 섹션에 대해 반경방향 내측으로 구부러지는 탭을 포함하는, 클램핑 시스템.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 링크 섹션(30B)은 축선방향으로 연장하는, 클램핑 시스템.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 러그(30)는 상기 환형부(22)와 일체로 형성되는, 클램핑 시스템.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포트 러그 중 적어도 하나는 반경방향 내측으로 구부러지고 길이방향 가장자리부(232'D)를 갖는 센터링 날개부(232D)를 가지는, 클램핑 시스템.

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