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KR20050019021A - 파이프 클램프 - Google Patents

파이프 클램프

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KR20050019021A
KR20050019021A KR1020040061983A KR20040061983A KR20050019021A KR 20050019021 A KR20050019021 A KR 20050019021A KR 1020040061983 A KR1020040061983 A KR 1020040061983A KR 20040061983 A KR20040061983 A KR 20040061983A KR 20050019021 A KR20050019021 A KR 20050019021A
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KR
South Korea
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fixing
pipe clamp
spherical
strap
pipes
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KR1020040061983A
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KR100758590B1 (ko
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겝페르트헬무트
볼프하인쯔페터
만슈테판
좀머미하엘
Original Assignee
라스무쎈 게엠베하
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Publication date
Application filed by 라스무쎈 게엠베하 filed Critical 라스무쎈 게엠베하
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Abstract

삽입말단부(3)와 수용말단부(4)를 구비하는 두개의 파이프(1, 2)를 연결하는 파이프클램프가 개시된다. 삽입말단부(3)는 두개의 구면지대(5, 6)를 구비한다. 두개의 구면지대(5, 6)중에서 삽입말단부(3)의 자유말단에 인접하는 제1 구면지대(5)는 수용말단부(4)의 내경(R4)과 동일한 외경(R2)을 구비하고, 수용말단부(4)는 마찬가지로 구면지대로 형성되고, 삽입말단부(3)를 수용말단부(4)에 삽입할 수 있다. 제2 구면지대(6)의 외경(R1)은 수용말단부(4)의 외경(R3)과 동일하다. 파이프클램프는, 파이프(1, 2)가 서로 삽입될 때 수용말단부(4)와 제2 구면지대(6) 주위에 배치될 수 있는 고정스트랩(7)을 구비한다. 고정스트랩(7)은 고정턱 및, 고정턱에 삽입되는 고정나사를 구비한다. 고정스트랩(7)은 횡축(26)을 중심으로 굽어진다. 파이프(1, 2)가 동축으로 서로 삽입되고 고정스트랩(7)이 풀린 상태에서 파이프(1, 2)의 말단부(3, 4) 주위에 배치될 때, 횡축(26)은 구면지대(4, 6)의 중심(M)으로부터 소정의 간격(ΔR)을 두고 고정스트랩(7)의 중앙면(29)에 위치한다. 곡률의 내경(R5)은 구면지대(4, 6)의 외경(R1; R3)보다 작지만, 곡률의 상기 간격(ΔR)과 내경(R 5)과의 합(ΔR+ R5)은 구면지대(4, 6)의 외경(R1; R3)보다 크다. 따라서, 서로 삽입된 구면지대(4, 5)는 조일때 더 조밀하게 서로 압박된다.

Description

파이프 클램프{Pipe clamp}
본 발명은 두 개의 파이프로서 차량 배출가스 파이프라인(pipeline)의 파이프를 연결하는 파이프 클램프(pipe clamp)에 관한 것이다. 상기 파이프는 부분적으로 서로 삽입할 수 있는 말단부, 즉, 삽입 말단부와 수용 말단부를 구비한다. 이때, 상기 삽입 말단부는 두 개의 구면지대(spherical zone)로 분할되고, 상기 두 개의 구면지대중에서 상기 삽입 말단부의 자유말단에 인접하는 제1 구면지대는 상기 수용 말단부의 내경과 동일한 외경을 구비한다. 상기 수용 말단부는 마찬가지로 구면지대로 형성되고, 상기 삽입 말단부를 상기 수용 말단부에 삽입할 수 있다. 상기 삽입 말단부의 제2 구면지대는 상기 수용 말단부의 외경과 동일한 외경을 구비한다. 상기 파이프 클램프는, 상기 파이프가 서로 삽입될 때 상기 수용 말단부와 상기 제2 구면지대 주위에 배치될 수 있는 고정 스트랩(clamping strap)을 구비한다. 상기 파이프가 동축으로 서로 삽입되고 상기 고정 스트랩이 조이지 않은 상태에서 상기 파이프의 말단부 주위에 배치될 때, 상기 고정 스트랩은, 상기 파이프의 동축 중심축에 수직인 상기 고정 스트랩의 중앙면에 위치한 횡축을 중심으로 굽어진다. 상기 고정 스트랩은 외부로 돌출하는 고정 턱(clamping jaw) 및, 홀(hole)을 통해 상기 고정 턱에 삽입되는 고정 나사(clamping screw)를 구비한다. 상기 고정 나사는, 한편으로는 헤드(head)에 의해 상기 전향된 고정 턱의 일측에 지지되고 다른 한편으로는 상기 고정 나사에 의해 맞물린 나선형 보어(bore)를 구비한 중간부에 의해 상기 전향된 고정 턱의 또다른 일측에 지지된다.
차량의 배출가스 파이프라인에 사용된, 이러한 종류의 잘 알려진 파이프 클램프에서, 상기 삽입 말단부의 제1 구면지대는 상기 수용 말단부의 구면지대와 맞물려 있다. 상기 파이프 클램프의 밀폐 조임도는, 상기 맞물린 구면지대의 접촉면이 서로 정확하게 일치하는 경우에만 형성된다. 따라서, 상기 파이프에 높은 액체 압력이 존재할 경우에 상기 밀폐 조임도는 불충분하다. 상기 고정 턱은 DE 34 04 739 C1에 따른 클램프의 고정 턱과 유사한 방식으로 형성되고 스폿 용접(spot welding)에 의해 상기 고정 스트랩에 연결된다. 애초부터 상기 고정 나사는 연결될 파이프의 외주에 거의 상응하도록 굽어진다. 곡률(curvature)이 제공되지 않을 경우, 상기 고정 나사가 파이프 외면과 접촉하면, 상기 클램프의 외주방향으로 상기 클램프의 갭(gap)으로부터 이격된 상기 고정 턱의 지지 에지(edge)에 의해, 특히, 상기 구면지대의 작은 곡률반경에서, 상기 고정 나사의 나사산(thread)의 손상을 유발할 수 있다. 심한 경우, 상기 고정 나사는 상기 클램프를 조일 때 굽어질 수 있어서 조이기가 더욱 어려워진다. 상기 고정 턱을 용접하면, 비용이 소요될 뿐만 아니라, 부식에 대한 보호로서 상기 고정 스트랩에 선택적으로 구비된 보호막을 손상시킨다. 또한, 이러한 용접은 강도 조절을 필요로 한다.
본 발명은 상기 전술한 종류의 파이프 클램프(pipe clamp)를 제공함으로써, 높은 내압에서 파이프 연결의 밀폐 조임도를 개선하는 데에 목적이 있다. 또한, 상기 전술한 종류의 파이프 클램프의 제조는 단순화되어야 하고 제조의 작동안전성이 향상되어야 한다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는, 상기 조이지 않은 고정 스트랩이 굽어진 횡축은 상기 구면지대의 중심으로부터 소정의 간격을 구비하고, 상기 횡축을 중심으로 한, 상기 조이지않은 고정 스트랩의 곡률(curvature)의 내경은 상기 구면지대의 상기 외경보다 작으므로 상기 곡률의 상기 간격과 상기 내경과의 합은 상기 구면지대의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 상기 전술한 종류의 파이프 클램프에 의해 실현된다.
상기 해결안에 따르면, 최종적으로 조이기 전에 상기 파이프 클램프는 자체의 내주 에지(edge)에 의해서만 상기 수용 말단부의 구면지대에 위치하고 상기 삽입 말단부의 제2 구면지대에 위치한다. 따라서, 조일 때 상기 파이프 클램프는 상기 구면지대의 둥근 외면으로 인해, 상기 고정 스트랩이 최소한 굽어져 큰 접촉면적으로 상기 구면 지대에 위치할 때까지 축방향으로 서로 대향한 장력(tension)을 상기 파이프에 가한다. 따라서, 상기 파이프는 축방향으로 서로 압박되므로 상기 서로 삽입된 구면지대는 밀봉수단을 필요로 하지 않고 더 조밀하게 서로 인접한다.
상기 고정 스트랩의 적어도 내주 에지는 원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 파이프 클램프를 조일 때 상기 내주 에지는 상기 구면지대의 외면을 관통하지 않고 상기 구면지대의 외면에 보다 용이하게 슬라이딩된다. 이와같이, 상기 구면지대에 대한 상기 파이프 클램프의 압력은, 상기 파이프 클램프를 조일 때 상기 파이프 클램프의 장력을 높히지 않고도 증가된다. 또한, 상기 파이프에 대한 선택적 보호막의 손상위험이 감소된다.
더욱이, 상기 고정 턱은 상기 고정 스트랩과 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 고정 턱을 상기 고정 스트랩에 용접할 필요가 없다. 마찬가지로, 상기 고정 턱의 지지면은 종래기술에 따른 파이프 클램프에서와 동일한 인장폭으로 서로 인접하여 위치할 수 있으므로 상기 고정나사가 상기 파이프 외면에 접촉하여 그 나사산(thread)을 손상시킬 가능성이 줄어든다.
또한, 상기 고정 턱의 축방향 에지영역은 부분원형으로 서로 이격되어 굽어있고, 부분원형으로 서로 이격되어 굽어진 축방향 외벽을 형성하며, 상기 고정 턱으로 향한 일측에 위치한 적어도 하나의 원추형 힌지부(hinge part)는, 상기 고정나사 헤드로 향한, 상기 외벽 사이의 상기 고정 턱의 일측에 회전가능하게 위치하고, 상기 고정 턱의 일측과 상기 고정나사 헤드 사이에도 회전가능하게 위치하며, 상기 힌지부는 고정나사 샤프트(shaft)를 관통하기 위한 관통 홀(through hole)을 구비하며, 마찬가지로 적어도 상기 또다른 고정 턱에 위치한 일측의 상기 중간부는 원추형이며, 힌지부로서 회전가능하게 위치할 수 있다. 상기 힌지부는 힌지 볼트 클램프(hinged bolt clamp)와 유사하게, 상기 파이프 클램프를 조일 때 휨 모멘트(bending moment)가 상기 고정나사에 가해지지 않으므로 상기 고정나사는 굽어지지 않는다. 따라서, 종래기술에 따른 상기 고정나사의 휨 동작은 더 이상 필요하지 않다.
상기 힌지부는, 상기 파이프 연결이 견딜 수 있는 상기 파이프내의 내압 높이에 따라 고체 힌지 볼트(solid hinge bolts) 또는 힌지 슬리브(hinge sleeves)로 형성될 수 있다.
상기 고정나사 헤드에 위치하고 서로 전향된 상기 힌지부의 적어도 일측은 평면인 것이 바람직하다. 이와같이, 높은 장력에서도 상기 고정나사 헤드와 상기 힌지부 사이에서 최소의 표면압력이 발생한다.
상기 고정 턱은 지붕형태의 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 리지(ridge)는 상기 파이프 클램프의 축방향으로 신장되고, 상기 각각의 다른 고정 턱의 대향면은 서로 경사져서 상기 고정 나사의 횡단면에 대한 예각으로 위치할 수 있다. 상기 파이프 클램프를 조일 때 상기 고정 턱은, 상기 고정 스트랩이 큰 접촉면적으로 상기 구면지대에 위치하기 직전에 상기 리지와 서로 충돌한다. 상기 파이프 클램프를 부가적으로 조임으로써, 상기 고정 스트랩은, 상기 고정 턱이 큰 접촉면적으로 서로 접촉하지 않고 마침내 큰 접촉면적으로 상기 구면지대에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 고정나사는 상기 파이프 클램프가 조인 상태에서, 상기 고정 턱에 의해 가해지고 상기 고정 턱의 최소 탄성력에 의해 발생한 바이어스(bias) 작용을 받게 된다. 따라서, 진동으로 인해, 예를 들어, 파이프 클램프를 구비한 배출가스 파이프라인(pipeline)이 설치된 차량의 주행시 상기 고정나사가 풀릴 위험이 감소된다.
상기 돌출부의 리지가 상기 고정 턱의 축방향 폭보다 짧을 경우, 그 자체가 매우 강건하여 영구변형없이 높은 고정력에서도 견디는 다수개의 휨 에지(bending edge) 형태의 고정 턱이 형성된다.
상기 고정 턱의 홀은 상기 고정 스트랩으로부터 외부로 신장되는 세로 홀인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 파이프 클램프를 조일 때 상기 홀 에지에 의해 상기 고정나사에 가해지는 휨 모멘트에 의해, 상기 고정나사는 상기 파이프 클램프를 조일 때 굽어지지 않는다.
상기 파이프 클램프는 탭(tap)을 구비할 수 있다. 상기 탭은, 상기 파이프 클램프를 적어도 최종조립의 지점까지 상기 파이프중의 하나에 예비조립하거나 상기 파이프 클램프를 차량의 섀시(chassis)에 정치(定置)하여 고정할 수 있다. 따라서, 한편으로는 상기 파이프 클램프를 보다 용이하게 설치할 수 있고 다른 한편으로는, 예를 들어, 상기 고정나사를 충분히 조이지 못함으로써 상기 고정나사가 풀릴 경우 상기 파이프 클램프를 손실할 염려는 없다.
상기 탭은 상기 고정 스트랩에 용접되거나 상기 고정 스트랩과 일체로 형성될 수 있다. 이와같은 상기 고정 스트랩과 상기 탭 사이의 연결은 나사를 이용한 분리가능한 연결에 비해 보다 안전하고 보다 용이하게 제조할 수 있는 장점을 가진다.
상기 고정 스트랩은 보강 그루브(reinforcement grooves)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 보강 그루브는 휨 저항(bending resistance)을 증가시킬 뿐만 아니라, 상기 파이프 클램프를 조인 후에 해제할 때 상기 고정 스트랩을 초기형태로 복원하는 능력을 향상시키고, 조인 상태에서의 상기 고정나사의 바이어스를 향상시키므로 상기 고정나사의 해제에 대한 안전성을 향상시킨다.
또한, 상기 중간부가 지지되는 상기 고정 턱은 휨 돌출부(bent projection)를 구비한다. 상기 휨 돌출부는 상기 중간부를 지나 신장되며 상기 중간부를 관통하는 상기 고정나사 샤프트의 자유 말단부를 가로질러 신장하고 상기 고정나사 샤프트에 고정부를 고정하는 휨 돌출부를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 파이프 클램프는 상기 파이프를 현가하기 위한 정치(定置) 고정부에 간단하게 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 연결장치에 있어서, 상기 삽입 말단부의 자유말단에 인접한 제1 구면지대는 외주로 신장되는 적어도 하나의 환형 홈과, 각각 상기 환형 홈에 배치된 밀봉 링(sealing ring)을 구비하며, 상기 밀봉 링은 상기 수용 말단부의 내측에 위치함으로써, 상기 연결의 밀폐 조임도가 보다 향상된다.
이하, 본 발명 및 그 실시예는 바람직한 실시예 및 상기 실시예의 변형에 대한 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명된다.
도 1 내지 도 7에 도시된 파이프 클램프(pipe clamp)는 차량 배출가스 파이프라인(pipeline)의 두 개의 파이프(1, 2)를 연결하는 데에 사용된다. 상기 파이프(1, 2)는 부분적으로 서로 삽입가능한 말단부로서 삽입 말단부(3)와 수용 말단부(4)를 구비한다. 상기 삽입 말단부(3)는 두 개의 구면지대(5, 6)에 의해 형성되고, 상기 두 개의 구면지대(5, 6)는 서로 다른 외경(R1, R2)을 구비한다. 상기 수용 말단부(4)는 구면지대로 형성된다. 상기 구면지대의 외경(R3)은 상기 구면지대(6)의 외경(R1)과 동일하며 상기 구면지대의 내경(R4)은 상기 구면지대(5)의 외경(R 2)과 동일하다. 상기 구면지대는, 상기 파이프 클램프를 조이기 전에 상기 파이프(1, 2)를 상대적으로 서로 최소한으로 각진 위치에 삽입하는 목적을 갖는다.
도 1 내지 도 7에 도시된 상기 파이프 클램프는 축방향 단면에서 통 모양으로 외부로 굽어진 고정 스트랩(7)을 구비하며, 상기 고정 스트랩(7)의 말단부는 고정 턱(8, 9)으로 형성된다. 따라서, 상기 고정 턱(8, 9)은 상기 고정 스트랩(7)과 일체로 형성된다. 또한, 상기 파이프 클램프는, 헤드(head)(11), 두 개의 고체 힌지부(13, 14), 및 나사산(thread)를 구비한 샤프트(shaft)(12)를 포함하는 고정나사(10)를 구비한다.
상기 고정 턱(8, 9)의 축방향으로 서로 이격된 에지영역(15, 16)은 부분원형으로 서로 이격되어 굽어있고, 부분원형으로 서로 이격되어 굽어진 축방향 외벽(17, 18)을 형성한다. 상기 외벽(17) 사이에서 상기 힌지부(13)는, 상기 고정나사 헤드(11)로 향한 상기 고정 턱(8)의 일측에 위치하고, 상기 외벽(18) 사이에서 상기 힌지부(14)는, 상기 헤드(11)로부터 전향된 상기 고정 턱(9)의 일측에 위치한다. 상기 헤드(11)를 지지하는 상기 힌지부(13)의 일측은 편평하다. 이외에도, 상기 힌지부(13)는 고체 부분원추형 볼트로 형성된다. 상기 고체 부분원추형 볼트는 상기 고정나사 샤프트(12)가 관통하여 안내되는 방사상의 관통 홀(through hole)을 구비한다. 이와는 달리, 상기 힌지부(14)는 완전한 원추형 볼트로 형성된다. 대안적으로, 상기 고정 턱(9)으로부터 전향된 상기 힌지부(14)의 일측도 편평해질 수도 있다. 또한, 상기 힌지부(14)는, 상기 고정나사(10)가 삽입되고 관통되어 나사고정되는 나사산(thread)을 가지는 관통 홀을 구비할 수 있다. 고체 볼트로 구현하는 대신, 상기 힌지부(13, 14)는 상기 볼트와 동일한 횡단면 윤곽을 가지는 슬리브(sleeve)로도 형성될 수 있다. 이때, 상기 슬리브로 형성된 힌지부(14)는 슬리브 벽에 형성된 직경방향의 두 개의 홀을 구비한다. 상기 두 개의 홀중 적어도 하나의 홀은 상기 고정나사 샤프트(12)를 수용하는 나사산을 구비한다. 상기 적어도 부분적인 원추형 형태로 인해, 상기 힌지부(13, 14)는 한편으로는 상기 외벽(17) 사이의 고정 턱의 일측, 다른 한편으로는 상기 외벽(18)사이의 고정 턱의 일측에서 회전가능하다. 따라서, 상기 고정나사(10)는 상기 파이프 클램프를 조일 때 휨력(bending force)에 의해 거의 부하받지 않는다.
상기 고정 턱(8, 9)은 대략 더블 피치(double-pitch) 지붕형태의 돌출부(19, 20)를 구비한다. 상기 돌출부(19, 20)의 리지(ridge)(21, 22)는 상기 파이프 클램프의 축방향으로 신장되고, 상기 고정 턱(8, 9)의 축방향 폭보다 짧다. 이로 인해, 상기 고정 턱(8, 9)은 내부적으로 매우 강건한 형태를 갖는다. 또한, 상기 고정 턱(8, 9)은 상기 고정 스트랩(7)으로부터 신장되는 세로 홀(25)(도 5)을 구비한다. 상기 세로 홀(25)의 길이는, 상기 파이프 클램프가 조인 상태에서 상기 세로 홀(25)의 방사상 외부 말단이 상기 고정나사 샤프트(12)에 위치하지 않도록 선택된다. 따라서, 상기 고정나사 샤프트(12)도 상기 파이프 클램프를 조일 때 상기 세로 홀(25)에 의한 휨력에 의해 부하받지 않는다.
상기 고정나사 헤드(11)는 원하는 대로 형성될 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이, 외부 다각형 드라이브(polygon drive) 또는 다각형 소켓(socket), 토륵스(Torx) 형태로 형성되거나 고정나사 슬롯(slot)으로 형성될 수 있다.
도 6에 따르면, 상기 파이프 클램프의 실질적인 특징은, 횡축(26)(여기서, 상기 파이프(1, 2)가 서로 동축으로 삽입되고 상기 고정 스트랩(7)이 조이지 않은 상태에서 상기 파이프(1, 2)의 말단부(3, 4)에 위치할 때 상기 횡축(26)은 상기 구면지대(4-6)의 중심(M)으로부터 소정의 간격(ΔR)을 두고 상기 파이프(1, 2)의 동축 중심축(27, 28)에 수직으로 신장하는 고정 스트랩(7)의 중앙면(29)에 위치한다)에 대한 상기 고정 스트랩(7)의 내경(R5)은 상기 구면지대(4, 6)의 외경(R1 또는 R3)보다 작으므로, 상기 간격(ΔR)과 상기 내경(R5)과의 합은 상기 구면지대(4, 6)의 외경(R1 또는 R3)보다 크다.
상기 실시예에서, 상기 파이프 클램프는, 최종 조임동작 이전에, 도 6에 도시된 바와 같이, 자체의 내주 에지(30, 31)에 의해서만 상기 구면지대(4, 6)에 위치한다. 조일 때 상기 파이프 클램프는 상기 구면지대(4, 6)의 둥근 외면으로 인해, 상기 고정 스트랩(7)이 도 7에 도시된 최종위치에서 최소한 굽어져 큰 접촉면적으로 위치하고 상기 구면지대(4, 6)에 더 조밀하게 위치할 때 축방향으로 서로 대향한 장력을 상기 파이프에 가한다. 이와같이, 상기 고정 스트랩(7)도 마찬가지로, 그 곡률(curvature)의 중심이 상기 중심(M)과 일치하고 그 내경(R'5)이 상기 구면지대(3)의 외경(R1, R3)과 유사한 구면지대를 형성한다. 따라서, 상기 파이프(1, 2)는 단단하고 동시에 더 조밀하게 서로 고정된다. 이때, 상기 구면지대(4, 6)의 외경(R1, R3)의 외부 공칭 직경에 대한 상기 고정 스트랩(7)의 치수가 선택되므로, 상기 고정 턱(8, 9)의 경사면(23, 24)은 여전히 서로 인접하지 않으며, 상기 고정 턱(8, 9)은 최소 탄성력으로 인해 상기 고정나사(10)에 바이어스(bias)를 가한다. 이는, 상기 고정나사(10)의 위치안전성 및 고정적 배열에 기여한다. 이외에도, 상기 고정 스트랩(7)의 내주 에지(30, 31)는 원형으로 형성된다. 그러므로, 상기 내주 에지(30, 31)는 파이프 물질을 관통하지 않는다. 따라서, 상기 고정 스트랩(7)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원형으로 이루어지지 않은 에지에 비해 감소된 고정력으로 상기 구면지대(4, 6)에 적용될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정 턱(8, 9)의 외벽(17, 18)은 작은 각(β )으로 외부로 경사져 있다. 이로써, 상기 힌지부(13, 14)를 상기 외벽(17 또는 18) 사이에 삽입하는 것이 수월해진다. 또한, 상기 외벽(17 및 18)의 에지는 상기 고정 스트랩(7)의 에지(30, 31)와 마찬가지로 내부방향 및 외부방향으로 원형으로 형성되고, 상기 힌지부(13, 14)의 말단의 에지는, 상기 힌지부(13, 14)를 수월하게 상기 외벽(17 또는 18) 사이에 삽입하기 위해서 챔퍼(chamfer)를 구비한다.
도 8에 도시된 파이프 클램프의 변형예에서, 탭(32)은 스폿 용접(spot welding)(33)에 의해 상기 고정 스트랩(7)에 연결된다. 상기 탭(32)은, 예를 들어, 상기 탭(32)을 상기 파이프(1, 2)에 스폿 용접함으로써, 상기 파이프 클램프를 상기 파이프(1, 2)중 하나에 예비조립하는 것을 가능케 한다. 이로 인해, 상기 파이프 클램프의 최종설치가 용이해진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 고정 스트랩(7)은, 횡단면에 대해 반대방향으로 예각(γ)으로 위치한, 외주방향의 V자형 그루브(groove)(34)을 구비할 수 있다. 상기 그루브(34)의 횡단면은 도 10에 도시되어 있다. 상기 그루브(34)는, 상기 파이프 클램프가 개방될 때 상기 파이프 클램프가 조이기 전의 원래의 형태로 보다 안전하게 복원되도록 상기 고정 스트랩(7)을 보강한다. 따라서, 상기 파이프 클램프는 영구변형을 거치지 않고 반복적으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 고정 턱의 강건한 형태는 이러한 효과에도 기여한다.
도 11 및 도 12에 도시된 변형예에서, 상기 고정 스트랩(7)의 일단에 위치한 상기 고정 턱(9)은 외부 돌출 탭(35)을 구비한다. 상기 외부 돌출 탭(35)은, 상기 고정 스트랩(7)과 일체로 형성되고, 상기 파이프 클램프를 차량의 섀시(chassis)에 부착하기 위한 관통 홀(36)을 구비한다. 따라서, 상기 파이프 클램프는 동시에 배출가스 파이프라인(pipeline)을 현가하는 데에 사용될 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 파이프 클램프의 실시예에서, 횡방향으로 신장하는 관통 홀 내에 내부 나사산(thread)을 구비한 상기 힌지부(14)가 상기 외벽(18) 사이에서 지지되는 상기 고정 턱(9)은 돌출부(37)를 구비한다. 상기 돌출부(37)는 상기 힌지부(14)를 지나 신장하고, 상기 힌지부(14)를 관통하는 고정나사 샤프트(12)의 자유말단부로 굽어져 있다. 상기 돌출부(37)는 고정부(38)와 맞물린다. 상기 도시된 실시예에서, 상기 고정부(38)는 차량에 고정된 원형 볼트(나사 등등)이다. 그 결과, 상기 고정부(38)는 상기 고정나사 샤프트(12)와 상기 돌출부(37) 사이에 고정된다. 상기 고정나사(10)는 조이기 전에 고정된다. 동시에, 상기 파이프(1, 2)는, 추가부품을 상기 파이프 클램프에 부착할 필요없이 상기 파이프 클램프에 의해 상기 차량으로부터 현가될 수 있다.
도 15 및 도 16에 도시된 변형예에서, 상기 고정 턱(9)은, 도 11 및 도 12에 도시된 실시예에서와 동일한 방식으로, 상기 파이프 클램프를 상기 차량의 섀시에 부착하기 위한 탭(39)을 구비한다. 그러나, 상기 탭(39)은, 상기 홀(40)을 관통하는 나사를 사용하여 상기 파이프 클램프를 상기 섀시의 또다른 위치에 고정하기 위해서, 부가적으로 90°로 각져 있다.
도 17에 따르면, 상기 구면지대(5)는 외주로 신장되는 환형 홈(41)을 구비한다. O링(O-ring) 형태의 밀봉 링(sealing ring)(42)은, 상기 파이프(1, 2)가 상기 파이프 클램프에 의해 서로 연결될 때 상기 수용 말단부(4)의 내측에 위치하도록 상기 환형 홈(41)에 위치한다. 상기 밀봉 링(42)으로 인해, 상기 밀봉 링(42)을 구비하지 않은 구성에 비해 높은 상기 파이프내 액체압력에 대한 연결의 밀폐 조임도가 향상될 뿐만 아니라, 예를 들어, 매연을 포함하는 디젤 엔진의 배출가스에서와 같이, 상기 액체가 시간경과후 자체적으로 부가적인 밀폐 조임도를 보장하지 않을 때 상기 파이프내 액체압력에 대한 연결의 밀폐 조임도를 향상시킨다. 상대적으로 큰 직경 및 상대적으로 큰 구면지대(5, 6)를 구비한 파이프 연결에 있어서, 필요한 경우, 상기 구면지대(5)내에 밀봉 링을 구비한 부가적 환형 홈을 구비할 수 있다. 밀봉재로서, 예를 들어, 고무, 테플론(Teflon), 그래파이트(graphite), 구리(copper), 또는 밀봉 화합물이 특히 적합하다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 파이프 클램프(pipe clamp)를 제공함으로써, 높은 내압에서 파이프 연결의 밀폐 조임도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 파이프 클램프의 제조를 단순화할 수 있고 제조의 작동안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풀린 상태에 있는 파이프 클램프의 측면도,
도 2는 도 1의 파이프 클램프의 평면도,
도 3은 도 1의 고정 턱의 III-III선에 따른 평면을 도시하며,
도 4는 도 3의 X선에 따른 단면을 확대한 도면,
도 5는 도 1의 파이프 클램프의 고정나사가 삽입된 도 1의 고정 턱의 V-V선에 따른 단면도,
도 6은 파이프 클램프의 최종 조임동작 직전에 동축으로 삽입된 파이프에 파이프 클램프가 설치된 상태에 있는 도 1의 VI-VI선에 따른 단면도,
도 7은 파이프 클램프가 조인 상태에서도 도 6과 동일한 단면을 도시하며,
도 8은 본 발명의 변형예에 따른 도 1의 좌측에서 본 고정 스트랩에 용접된 탭을 구비한 파이프 클램프를 도시하며,
도 9는 본 발명의 또다른 변형예에 따른 고정 스트랩에 형성된 보강 그루브를 구비한 도 1의 파이프 클램프를 도시하며,
도 10은 도 9의 보강 그루브의 X-X선에 따른 단면을 확대한 도면,
도 11은 본 발명의 또다른 변형예에 따른 고정 스트랩의 고정 턱의 일단에 일체로 형성된 탭을 구비한 도 1의 파이프 클램프를 상세히 도시하며,
도 12는 도 11의 변형예에 따른 파이프 클램프를 도 1의 좌측에서 본 도면,
도 13은 본 발명의 또다른 변형예에 따른 고정 스트랩과 일체로 형성되고 굽어지며 조인 고정나사의 샤프트에 인접한 고정부에 맞물리는 탭을 구비한 도 1의 파이프 클램프를 상세히 도시하며,
도 14는 도 13의 변형예에 따른 파이프 클램프를 도 1의 좌측에서 본 도면,
도 15는 본 발명의 또다른 변형예에 따른 고정 스트랩과 일체로 형성된 탭을 구비한 도 1의 파이프 클램프를 도시하며,
도 16은 도 15의 파이프 클램프를 도 1의 좌측에서 본 도면이고,
도 17은 본 발명에 따른 파이프의 구면지대 사이에 밀봉 링을 부가적으로 포함한 파이프 클램프를 구비한 연결장치의 축방향 단면의 절반을 도시한다.

Claims (14)

  1. 두 개의 파이프(1, 2)로서 차량 배출가스 파이프라인(pipeline)의 파이프(1, 2)를 연결하는 파이프 클램프(pipe clamp)에 있어서,
    상기 파이프(1, 2)는 부분적으로 서로 삽입할 수 있는 말단부(3, 4)로서 삽입 말단부(3)와 수용 말단부(4)를 구비하고,
    상기 삽입 말단부(3)는 두 개의 구면지대로서 제1 및 제2 구면지대(5, 6)로 분할되고,
    상기 수용 말단부(4)는 제3 구면지대를 형성하도록 정형되며,
    상기 두 개의 구면지대(5, 6)중 상기 삽입 말단부(3)의 자유말단에 인접하는 제1 구면지대(5)는 상기 수용 말단부(4)의 내경(R4)과 동일한 외경(R2)을 구비하고,
    상기 수용 말단부(4)는 마찬가지로 구면지대로 형성되고, 상기 삽입 말단부(3)를 상기 수용 말단부(4)에 삽입할 수 있고,
    상기 삽입 말단부(3)의 제2 구면지대(6)는 상기 수용 말단부(4)의 외경(R3)과 동일한 외경(R1)을 구비하며,
    상기 파이프 클램프는, 상기 파이프(1, 2)가 서로 삽입될 때 상기 수용 말단부(4)와 상기 제2 구면지대(6) 주위에 배치될 수 있는 고정 스트랩(clamping strap)(7)을 구비하고,
    상기 파이프(1, 2)가 동축으로 서로 삽입되고 상기 고정 스트랩(7)이 조이지 않은 상태에서 상기 파이프(1, 2)의 말단부(3, 4) 주위에 배치될 때, 상기 고정 스트랩(7)은, 상기 파이프(1, 2)의 동축 중심축(27, 28)에 수직인 상기 고정 스트랩(7)의 중앙면(29)에 위치한 횡축(26)을 중심으로 굽어지며,
    상기 고정 스트랩(7)은 외부로 돌출하는 고정 턱(clamping jaw)(8, 9) 및, 홀(hole)(25)을 통해 상기 고정 턱(8, 9)에 삽입되는 고정 나사(clamping screw)(10)를 구비하며,
    상기 고정 나사(10)는, 한편으로는 헤드(head)(11)에 의해 상기 전향된 고정 턱(8, 9)의 일측에 지지되고 다른 한편으로는 상기 고정 나사(11)에 의해 맞물린 나선형 보어(bore)를 구비한 중간부(14)에 의해 상기 전향된 고정 턱(8, 9)의 또다른 일측에 지지되며,
    상기 조이지 않은 고정 스트랩(7)이 굽어진 상기 횡축(26)은 상기 구면지대(4, 5, 6)의 중심(M)으로부터 소정의 간격(ΔR)을 구비하고, 상기 횡축(26)을 중심으로 한, 상기 조이지 않은 고정 스트랩(7)의 곡률(curvature)의 내경(R5)은 상기 구면지대(4, 6)의 상기 외경(R1; R3)보다 작으므로 상기 곡률의 상기 간격(ΔR)과 상기 내경(R5)과의 합은 상기 구면지대(4, 6)의 외경(R1; R3)보다 큰 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정 스트랩(7)의 적어도 내주 에지(30, 31)는 원형으로형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정 턱(8, 9)은 상기 고정 스트랩(7)과 일체로 형성되는것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고정 턱(8, 9)의 축방향 에지영역(15, 16)은 부분원형으로 서로 이격되어 굽어있고, 부분원형으로 서로 이격되어 굽어진 축방향 외벽(17, 18)을 형성하며,
    상기 고정 턱(8)으로 향한 일측에 위치한 적어도 하나의 원추형 힌지부(hinge part)(13)는, 상기 고정나사 헤드(11)로 향한, 상기 외벽(17, 18) 사이의 상기 고정 턱(8)의 일측에 회전가능하게 위치하고, 상기 고정 턱(8)의 일측과 상기 고정나사 헤드(11) 사이에도 회전가능하게 위치하며,
    상기 힌지부(13)는 고정나사 샤프트(shaft)(12)를 관통하기 위한 관통 홀(through hole)을 구비하며,
    상기 또다른 고정 턱(9)에 위치한 일측의 상기 중간부(14)는 원추형이고, 힌지부로서 회전가능하게 위치하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 힌지부(13, 14)는 고체 힌지 볼트(solid hinge bolts) 또는 힌지 슬리브(hinge sleeves)로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  6. 제4항에 있어서, 상기 고정나사 헤드(11)에 위치하고 서로 전향된 상기 힌지부(13, 14)의 적어도 일측은 평면인 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  7. 제4항에 있어서, 상기 고정 턱(8, 9)은 지붕형태의 돌출부(19, 20)를 구비하고, 상기 돌출부(19, 20)의 리지(ridge)(21, 22)는 상기 파이프 클램프의 축방향으로 신장되고, 상기 각각의 다른 고정 턱(8, 9)의 대향면(23, 24)은 서로 경사져서 상기 고정 나사(10)의 횡단면에 대한 예각(α)으로 위치하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부(19, 20)의 리지(21, 22)는 상기 고정 턱(8, 9)의 축방향 폭보다 짧은 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 고정 턱(8, 9)의 홀은 상기 고정 스트랩(7)으로부터 외부로 신장되는 세로 홀(25)이며 상기 세로 홀(25)의 길이는, 상기 파이프 클램프가 조인상태에서 상기 세로 홀(25)의 외부 말단이 상기 고정나사 샤프트(12)에 위치하지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  10. 제1항에 있어서, 상기 파이프 클램프를 적어도 최종조립의 지점까지 상기 파이프(1, 2)중의 하나에 예비조립하거나 상기 파이프 클램프를 차량의 섀시(chassis)에 정치(定置)하여 고정할 수 있는 탭(32; 35; 39)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  11. 제10항에 있어서, 상기 탭(32; 35; 39)은 상기 고정 스트랩(7)에 용접되거나 상기 고정 스트랩(7)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  12. 제1항에 있어서, 상기 고정 스트랩(7)은 보강 그루브(reinforcement grooves)(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중간부(14)가 지지되는 상기 고정 턱(9)은 휨 돌출부(bent projection)(37)를 구비하며, 상기 휨 돌출부(37)는 상기 중간부(14)를 지나 신장되며 상기 중간부(14)를 관통하는 상기 고정나사 샤프트(12)의 자유 말단부를 가로질러 신장하고 상기 고정나사 샤프트(12)에 고정부(38)를 고정하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  14. 두 개의 파이프 및 제1항에 따른 파이프 클램프로 이루어진 연결장치에 있어서, 상기 삽입 말단부(3)의 자유말단에 인접한 제1 구면지대(5)는 외주로 신장되는 적어도 하나의 환형 홈(41)과, 각각 상기 환형 홈(41)에 배치된 밀봉 링(sealing ring)(42)을 구비하며, 상기 밀봉 링(42)은 상기 수용 말단부(4)의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 연결장치.
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