KR101458050B1 - 클램프 부재를 클램핑할 때 클램핑 프레스를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

기준 플램핑 부재(A)의 클램핑 힘에 따라서 텐션 부재(B,C,D,E)를 클램핑할 때 클램핑 프레스(9)를 제어하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 장치는 중공 실린더형의 하우징(20)을 가지며, 기준 텐션 부재(A)에 결합된 피스톤(22)은 축(21)을 따라서 길이 방향으로 변위 가능하게 지지된다. 하우징(20) 및 피스톤(22)은 압력 챔버(23)를 둘러싸는데, 압력 챔버는 유입부(33)에 의해서 기준 텐션 부재(A)의 클램핑 힘에 대하여 피스톤(22)의 축방향 운동을 수행하기 위한 압력 매체에 의해 작용될 수 있고, 또한 유출부(35)에 의해서 클램핑 프레스(9)에 연결될 수 있다. 장치는 클램핑 프레스에 대한 압력 매체의 적용을 제어하기 위한 밸브 유닛(31)을 더 구비하며, 밸브 유닛(31)은 피스톤(22)의 운동에 의해 직접적으로 제어될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 실린더 피스톤 유닛에 의하여 기준 텐션 부재(A)의 클램핑 힘에 따라서 텐션 부재를 클램하는 것을 제공하며, 피스톤은 기준 텐션 부재를 미리 결정된 응력 상태로 유지한다. 클램핑 프레스(9)로 텐션 부재(B,C,D,E)를 클램핑하는 과정으로 모든 텐션 부재(A,B,C,D,E)들에서 균일한 응력 상태가 달성되었을 때, 클램핑 프레스(9)에 대한 압력 매체의 유입 유동은 피스톤(22)의 운동에 의해 직접적으로 차단된다.

Description

클램프 부재를 클램핑할 때 클램핑 프레스를 제어하기 위한 방법 및 장치{Method and device for controlling a clamping press when clamping a clamp member}

본 출원은 2009.7.2 에 제출된 국제 출원 PCT/EP2009/004780 의 연속 출원이고, 독일에서 2008. 7.14.에 제출된 독일 특허 출원 DE 10 2008 032 881.2 의 우선권을 주장하며, 이들 2 개 출원은 본원에 참고로서 포함된다.

본 발명은 강선(tendon)에 텐션을 가할 때 프리스트레스 잭(prestress jack)을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치들은 구조체의 적어도 2 개인, 그러나 일반적으로는 많은 텐션 부재들이 차례로 텐션을 받음으로써 텐션의 균일한 상태가 텐션 과정의 완료 이후에 모든 텐션 부재들에서 나타내게 되는 모든 적용예들에서 유용하다. 일 예로서 인용되는 것은 프리스트레스를 받는 구조체 또는 구조 부재들로서, 이들은 강선의 텐션을 받는 동안 도입되는 압축의 사전 하중(prelaoding)하에서, 탄성 및 소성 변형을 겪고, 특히 압축을 격게 되는데, 이것은 텐션 부재들이 개별적으로 또는 그룹을 이루어 연속적으로 텐션을 받을 때, 이전에 텐션을 받은 텐션 부재들 각각에서 텐션의 힘이 감소되는 결과를 초래하고, 따라서 균일하지 않은 텐션 상태를 초래한다. 텐션 부재들이 최종 상태에서 동일한 텐션의 힘을 가지는 결과를 달성하기 위하여, 각각의 경우에 발생하는 변형을 감안하여, 텐션 작용의 시퀀스를 미리 결정하고, 각각의 텐션 부재로 도입되어야 하는 텐션의 힘을 정확하게 계산하는 것이 알려져 있다. 특히, 구조체의 변형에 대하여 취해져야 하는 가정은 종종 불확실하기 때문에, 이러한 자원 집약적(resource intensive) 과정이 항상 균일한 텐션의 분배를 초래하는 것은 아니다.

유사한 상황이 케이블에 의해 지탱되는 현수교를 위한 케이블들과 같은 자유 텐션 부재들의 텐션 작용 동안에 초래된다. 그러한 케이블들은 예를 들어 강철 와이어, 강철 로드(rod) 또는 가닥의 강철 와이어들과 같은 복수개의 개별적인 텐션 부재들로 일반적으로 이루어지며, 작동 상태를 달성하기 위하여 이들에 텐션이 가해져야 한다. 한편으로, 텐션의 힘은 모든 개별적인 요소들에 동시에 텐션을 가함으로써 적용될 수 있으며, 비록 그것이 필요로 하는 대형이면서 그에 대응하여 무거운 프리스트레스 잭(prestress jack) 때문에 매우 자원 집약적이고 비용 집약적인 것으로 증명되었을지라도 그러하다.

따라서, 대조적으로, 개별적인 텐션 부재들에 연속적으로 텐션을 가하는 것이 바람직스러운데, 비록 그러한 과정중에 이전에 텐션을 가했던 텐션 부재들의 텐션의 힘이 각각의 [추가적인] 개별 텐션 부재의 텐션 작용과 함께 감소되는 것을 고려할 필요가 있더라도 바람스럽다. 그럼에도 불구하고 모든 개별적인 텐션 부재들에서 균일한 상태를 얻기 위하여, 마지막을 제외한 모든 개별 텐션 부재들은 각각의 개별 텐션 부재에 대한 특정한 양의 특성만큼 과도 텐션(over-tension)을 받을 필요가 있다.

관련된 문제가 지질 공학 분야에서도 존재하는데, 여기에서는 하나 또는 그 이상의 텐션 부재들을 가진 그라운드 앵커(ground anchor)들이 하층토(subsoil) 안에 깊이 있는 드릴 구멍 안에 고정되며, 드릴 구멍의 노출 측에 있는 맞닿음 부분에 대하여 텐션을 받는다. 특히 상이한 길이의 텐션 부재들을 가진 스텝 앵커들의 경우에, 균일한 텐션 거리에 의해 모든 텐션 부재들에 동시에 텐션을 가하는 것은 상이한 텐션 상태를 초래하며, 이것이 개별적인 텐션 부재들이 연속적인 텐션 작용을 통한 작동 상태에서 균일한 부하로 조절되어야 하는 이유이다.

이와 관련하여, 표준적인 강철 와이어로 만들어진 텐션 부재는 유럽 특허 EP 0 421 862 B1 에 개시되어 있으며, 이것은 미국 특허 US 5,083,469 에 대응하는 것으로서, 여기에서 제 1 장력을 받는 가닥은 기준 가닥으로 이용되고, 그 가닥에는 힘 측정 장치가 제공된다. 다음에 각각의 추가적인 가닥은 기준 가닥이 가졌던 텐션의 힘으로 추가적인 가닥이 텐션을 받을 때 텐션을 받게 된다. 이러한 과정에서, 제 1 가닥에 가해지는 텐션의 힘은 구조체의 예상된 변형 때문에 최종적인 텐션의 힘 위의 값에서 계산된다. 임의 지점에서 텐션을 받았던 가닥들에서 고유한 텐션의 힘은 이러한 방법에서 항상 동일하기 때문에, 기준 가닥은 항상 개별적인 가닥들에서 현재의 텐션의 힘을 반영한다. 결국, 예를 들어 온도 차이에 기인한 변형의 변화는 텐션의 균일한 상태에 영향을 미치지 않는다. 그러나, 이러한 방법을 수행하는 것은 복잡한 힘의 측정 장치를 필요로 하며, 이것은 텐션을 가하기 전에 설치되어야 하고, 텐션 과정 동안에 관찰되어야 하고, 이후에 다시 제거되어야 한다.

비교적 향상된 텐션 부재들의 개별 요소들 또는 강선들의 연속적인 텐션 작용의 가능성은 독일 출원 DE 195 36 701 A1 에 공지되어 있으며, 이것은 미국 특허 US 5,809,710 에 대응한다. 상기 문헌에 개시된 것은 제 1 및 제 2 프리스트레스 잭으로서, 이들은 텐션 라인(tension line)을 통해서 서로 연결되고, 유압으로 소통되는 시스템을 형성한다. 기준 강선의 텐션 작용은 초기에 오직 제 1 프리스트레스 잭으로 발생되어, 제 2 프리스트레스 잭을 우회한다. 차후 강선들은, 양쪽 프리스트레스 잭들의 균일한 압력으로부터 초래되는 기준 강선에서의 길이 방향 운동의 시작이 분간됨으로써 2 개 강선들에서의 균일한 텐션 상태가 신호될 때까지, 제 2 프리스트레 잭으로써 텐션이 주어진다. 이러한 방식으로, 불편한 측정을 수행할 필요성 없이 모든 강선들에는 점진적으로 동일한 텐션 작용의 힘으로 텐션이 가해질 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 텐션 작용 강선들의 과정을 자동화시키고 더욱 단순화시키는 것이다.

본 발명의 제 1 장점은 텐션 과정이 최대로 자동화된 경과에 의해서 결과된다는 것이다. 일단 기준 강선 부재 및 프리스트레스 잭이 설정되었다면, 예를 들어 측정을 수행하거나 또는 올바른 시간에 프리스트레스 잭의 작용을 멈추는 것과 같이, 작업 인원이 더 작용을 수행하거나 또는 복잡한 제어 장치에 대한 필요성이 없다. 수작업의 수고는 프리스트레스 잭을 하나의 텐션 부재로부터 다른 텐션 부재로 전환시키는 것에 실질적으로 제한된다. 결국, 본 발명에서는 텐션 부재들에 용이하고 신속하게 텐션이 가하는 것이 가능하며, 또한 최소한의 노력 및 비용으로 정확하고 신뢰성 있게 텐션을 가하는 것이 가능하다.

일 구현예에서, 밸브 유닛(valve unit)이 제공되는데, 이것은 피스톤의 운동에 따라서 작동되며, 프리스트레스 잭을 위한 압력 매체의 공급을 제어한다. 이와 관련하여, 본 발명은 모든 유형의 밸브들을 포괄하며, 도면에 도시된 밸브들은 오직 하나의 구현예만을 나타낸다. 이러한 구현예는 밸브 유닛이 압력 공간내에 설치되는 것을 제공하며, 압력 공간은 하우징 및 피스톤에 의해서 감싸이고, 압력 공간을 통해서 압력 매체는 프리스트레스 잭으로 유동한다. 피스톤 운동은 밸브의 도움으로 이러한 유동 경로를 차단하며, 따라서 프리스트레스 잭의 텐션 과정을 정지시킨다.

본 발명의 구현예에서, 밸브 유닛은 피스톤에 직접적으로 연결된 밸브 태핏을 가지며, 그 효과는 피스톤 및 태핏의 일체형 설계(one-piece design)에 의해서 달성될 수 있다. 이것은 극히 단순하고 콤팩트한 장치를 결과되게 하고, 피스톤으로부터 태핏으로 유동(遊動) 없이 힘이 전달되는 결과로서 극히 정확한 작동이 되게 한다. 밸브 유닛의 정확성 및, 따라서 신뢰성은 밸브 태핏을 피스톤의 반대편 단부에서 축방향 플레인 베어링(plain bearing)에 장착시킴으로써 더욱 증가된다.

텐션 부재가 본 발명의 장치의 피스톤에 직접적으로 고정되고 추가적으로 길이 방향 축을 따라서 그것을 통과한다는 점에 의해서 추가적인 장점들이 달성된다. 전체적으로, 이것은 극히 집약적인 구성을 초래하며, 이는 텐션 부재들의 고정 영역에서의 크램핑된(cramped) 조건들과 관련하여 크게 유용성이 있는 것이다.

본 발명의 장치의 기능성을 향상시키기 위하여, 그 장치는 쐐기 플레이트와 피스톤 사이에 개재된 텐션 작용 모듈에 의해서 확장될 수 있으며, 기준 텐션 부재를 피스톤에 고정시키는 영역에서 쐐기 파지(wedge grip)를 활성화시키기 위하여 이미 프리스트레스를 받는 기준 텐션 부재는 그 장치를 가지고 짧은 거리로 추가적으로 텐션을 받는다. 본 발명의 이러한 구현예는 최대의 효율 및 작동 편의성을 부여한다.

본 발명의 적용성의 다른 범위는 이후에 주어진 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 발명의 상세한 설명 및 특정의 예는, 본 발명의 바람직한 구현예들을 나타내지만, 오직 예시적인 것으로서 주어진 것이며, 이는 본 발명의 범위 및 사상내에서 다양한 변화 및 변형들이 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이기 때문이다.

본 발명에서는 텐션 과정이 최대로 자동화된 경과에 의해서 수행된다. 일단 기준 강선 부재 및 프리스트레스 잭이 설정되었다면, 작업 인원이 더 작용을 수행할 필요가 없거나 또는 복잡한 제어 장치에 대한 필요성이 없다. 본 발명에서는 텐션 부재들에 용이하고 신속하게 텐션이 가하는 것이 가능하며, 또한 최소한의 노력 및 비용으로 정확하고 신뢰성 있게 텐션을 가하는 것이 가능하다.

본 발명은 이후에 제시되는 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 완전하게 이해될 것이며, 상세한 설명 및 첨부된 도면들은 오직 일 예로서 주어진 것으로서, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
도 1 은 본 발명에 따른 텐션 부재들의 연속적인 텐션 작용에 대한 장치의 전체를 도시한다.
도 2 는 도 3 에 도시된 선 II-II 를 따라서 취한 본 발명에 따른 장치의 제 1 구현예를 통한 길이 방향 단면도를 도시한다.
도 3 은 선 III-III 을 따라서 도 2 에 도시된 장치를 통한 단면도를 도시한다.
도 4 는 도 1 에 도시된 장치의 세부를 통한 길이 방향 단면도를 도시한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치(1)에 대한 개략도로서, 다수 가닥의 강선(multi-strand tendon, 2)에 텐션을 가하는데 이용되는 장치이다. 다수 가닥의 강선(2)을 고정시키는 영역에 있는 프리스트레스(prestress)가 가해진 구조 부재(3)가 표시되어 있는 것을 알 수 있다. 다수 가닥의 강선(2)은 복수개의 텐션 부재들로 이루어지며, 텐션 부재(A,B,C,D,E)들이 모든 텐션 부재들의 대표적인 것으로서 도시되어 있다. 가닥을 이룬 와이어의 형태인 텐션 부재(A,B,C,D,E)들은 쐐기 플레이트(5)에 있는 고정용 쐐기(4)의 도움으로 공지된 방식으로 고정되며, 쐐기 플레이트는 구조 부재(3)에 대하여 지탱되는 맞닿음 링(6)에 안착된다. 도시된 예에서, 가닥(A)은 기준 텐션 부재를 구성하며, 그것의 텐션은 나머지 텐션 부재(B,C,D,E)에 텐션을 가하는 기준으로서 이용된다. 다수 가닥의 강선(2)에 텐션을 가할 때 모든 개별적인 텐션 부재(A,B,C,D,E)에서 텐션의 균일한 상태를 발생시키는게 목표이다.

그 목표를 위해서 필요한 장비는 본 발명에 따른 장치(1)를 포함하며, 그것의 정확한 구조는 도 2 내지 도 4 를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에 따른 장치(1)는 쐐기 플레이트(5)에 대하여 지탱되는 어댑터(adapter, 7)가 개재되면서 기준 텐션 부재(A)의 자유 단부상으로 미끄러진다. 어댑터(7)에 일체화된 것은 표시 장치(8)로서, 이것은 쐐기 플레이트(5)에 대한 기준 텐션 부재(A)의 자유 단부의 길이 방향 운동을 나타낼 수 있게 한다.

프리스트레스 잭(prestressing jack, 9)은 텐션이 가해져야 하는 텐션 부재(E)의 부분으로 미끄러지는데, 이것은 쐐기 플레이트(5)를 지나서 연장된다; 프리스트레스 잭의 베이스는 쐐기 플레이트(5)의 상부에 대하여 지탱된다. 프리스트레스 잭(9)은 공지된 것이며, 텐션 과정을 수행할 수 있도록 유압 시스템을 통해 압력 매체를 가지고 가압된다.

유압 시스템은 펌프(10)를 구비하는데, 펌프는 본 발명에 따른 장치(1)에 공급 라인(11)으로 연결된다. 그곳으로부터 연결 라인(12)은 프리스트레스 잭(9)으로 이어지며, 압력 매체는 복귀 라인(13)을 통해 펌프(10)로 운반되고, 따라서 회로를 이룬다. 본 발명의 장치의 이용은 기준 텐션 부재(A)의 텐션 상태에 비교될 수 있는 텐션 상태가 도달될 때까지만 텐션 부재(E)의 텐션 작용이 진행되는 것을 보장한다.

도 1 에 펌프(14)가 도시되어 있는데, 펌프는 압력 라인(15)을 통해 장치(1)에 연결되고, 압력 라인을 가지고 상기 언급된 유압 시스템에 대하여 독립적으로 압력이 장치(1)에 적용될 수 있으며, 그 특징은 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 2 및 도 3 은 본 발명에 따른 장치(1)의 구조를 상세하게 도시한다. 여기에 도시된 것은 중공 원형 실린더 형태의 하우징(20)으로서, 하우징의 길이 방향 축(21)은 텐션을 가하는 동안 기준 텐션 부재(A)의 길이 방향 축과 일치한다. 하우징(20)은 양쪽 단부들에서 개방되어 있으며, 도면의 상부에 있는 섹션에서 피스톤(22)을 수용하는 역할을 하는 중공형 공간을 감싸고, 아래에 있는 근접한 섹션에서는 압력 공간(23)이 하우징 안에 형성되어 있다.

피스톤(22)은 하우징(20)의 내측 벽에 대하여 액체 밀폐되고 길이 방향으로 변위되도록 하우징(20) 안에 지지되고, 하우징(20)의 단부를 지나서 돌출된 부분에 단차를 가진 원주 확대부(17)를 가지는데, 그 확대부는 하우징(20)의 단부와 함께 피스톤 운동을 제한하기 위한 정지부를 형성한다.

하우징(20) 안에 위치된 피스톤(22)의 단부는 피스톤 표면(19)에 의해 경계가 정해지며, 그 표면으로부터 밸브 태핏(valve tappet, 24)이 동일 축 방향으로 연장된다. 피스톤(22) 및 밸브 태핏(24)은 따라서 하나의 부재의 구성 요소이다. 도면에서 저부에 있는 하우징(20)의 단부는 길이 방향으로 변위 가능한 방식으로 밸브 태핏(24)의 자유 단부를 수용하기 위한 베어링 영역을 구성한다. 관통 구멍(25)은 길이 방향 축(21)을 따라서 밸브 태핏(24) 및 피스톤(22)을 통해 연장되는데, 관통 구멍(25)은 고정 쐐기부의 클램핑 조오(clamping jaw, 18)를 위한 수용부(26)를 형성하기 위하여 피스톤(22)의 외측 단부의 영역에서 원추형으로 확대되어 있다.

압력 공간(23)의 중앙 영역에서, 밸브 태핏(24)은 고리형 칼러(annular collar, 27)를 가지는데, 고리형 칼러는 길이 방향 축(21)에 대하여 동일 축에 있고 그것의 상부 고리형 가장자리는 제 1 밀봉 표면(28)을 형성하도록 모따기(chamfered)되어 있다. 고리형 칼러(27)의 반경 방향 반대편에 각도를 두고, 하우징(20)의 내측 원주 둘레로 연장된 동일 중심(concentric)의 고리형 어깨부(29)가 도시되어 있으며, 제 1 밀봉 표면(28)의 축방향으로 반대편에 있는 어깨부 가장자리는 마찬가지로 모따기되어 있고 제 2 밀봉 표면(30)을 구성한다. 이러한 방식으로, 밸브 태핏(24) 및 하우징(20)은 함께 밸브 유닛(31)을 형성하며, 여기에서 밸브 시트는 제 2 밀봉 표면(30)과 함께 고리형 어깨부(29)에 의해 형성되고, 차단 요소(shutoff element)는 제 1 밀봉 표면(28)과 함께 고리형 칼러(27)에 의해 형성된다. 밸브 개방은 2 개의 밀봉 표면(28, 30) 사이의 원추 고리형 간극에 의해 이루어진다.

밸브 유닛(31), 보다 정확하게는 그 밸브의 개방은 압력 공간(23)을 제 1 압력 챔버(32) 및 제 2 압력 챔버(34)로 세분시키며, 제 1 압력 챔버는 저부에 위치되고 유입부(33)가 개방되어 있으며, 유입부는 펌프(10)로부터 오는 공급 라인(11)에 연결되고, 제 2 압력 챔버(34)는 상부에 위치되고, 제 2 압력 챔버로부터 유출부(35)가 이어지고, 유출부(35)는 연결 라인(12)을 통해 프리스트레스 잭(9)에 연결된다.

텐션을 가하는 과정을 준비함에 있어서, 장치(1)는 쐐기 플레이트(5)로부터 돌출된 기준 텐션 부재(A)의 자유 단부 위로 미끄러지고, 그곳에서 기준 텐션 부재(A)는 관통 구멍(25) 안에 놓이게 된다. 일단 장치(1)의 단부가 쐐기 플레이트(5)에 대하여 놓이게 되면, 기준 텐션 부재(A)는 클램핑 조오(18)에 의해 약간 과잉 텐션이 가해지며(overtensioned) 피스톤(22)에 있는 장치(1)의 다른 단부에 고정된다. 텐션 부재(B,C,D,E)에 대하여 실제로 텐션을 가하는 과정은 이후에 설명된다.

도 4 에 도시된 장치(1')는 본 발명의 개선된 예에 관한 것으로서, 쐐기 플레이트(5)의 연결 영역이 더 개선되어 있다. 이와는 달리, 장치(1')는 도 2 에 관련하여 설명된 장치(1)에 대응하며, 따라서 동일한 참조 부호들이 동일한 부분들에 대하여 이용되고 반복을 회피하기 위하여 위에 설명된 것을 참조하기로 한다. 등가의 기능을 가진 유사한 부분들은 첨자 (') 로 표시되어 있다.

도 4 에 도시된 장치(1')는 텐션 모듈(40)에 의해 증가되며, 텐션 모듈의 기능은 텐션 부재(B,C,D,E)의 실제 텐션 작용 이전에 피스톤(22)의 수용부(26) 안에서 클램핑 조오(18)들의 클램핑 작용을 활성화하도록 짧은 거리로 기준 텐션 부재(A)에 장력을 가하는 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같은 장치(1)에서, 기준 텐션 부재(A)와 장치(1) 사이의 절대 마찰 연결은 다른 수단들에 의해서 보장되어야 한다.

텐션 모듈(40)은 압력 공간(42)을 둘러싸는 중공 실린더형 하우징(41)을 포함하며, 압력 공간은 도면의 상단부에서 두꺼운 벽의 단부벽(43)에 의해 폐쇄된다. 단부벽(43)에 형성된 것은 하우징(41')에 비교하여 짧은 직경을 가진 동일 축(coaxial)의 나사화된 스템(39)으로서, 이것은 하우징(20)의 저단부에 대한 연결을 위하여 저부 하우징 개구 안에 나사 결합된다. 관통 구멍(45)은 길이 방향 축(21)에 동일 축이고 길이 방향으로 변위 가능한 방식으로 밸브 태핏(valve tappet, 24')의 길이가 긴 단부를 수용하며, 관통 구멍은 단부 벽(43) 및 나사화된 스템(39) 안에 만들어진다.

압력 공간(42) 안에 배치된 것은 실린더형 피스톤(46)으로서, 실린더형 피스톤은 그 안에서 길이 방향으로 변위 가능하며, 피스톤 표면(47)으로 압력 공간(42)을 한정한다. 피스톤 표면(47)에 반대편인 하측은 실린더형 압력 발 부분(pressure foot, 48)으로 이루어지며, 압력 발 부분은 하우징(41)이 끝나는 베어링 링(49)에서 지지된다. 베어링 링(49)을 지나서 돌출되는 압력 발 부분(48)의 섹션(section)은 그 단부에 지지 표면(50)을 가지며, 지지 표면은 어댑터(adapter, 7)를 통해 쐐기 플레이트(5)에 대하여 간접적으로 지탱된다. 피스톤(46) 및 압력 발 부분(48)은 길이 방향 축(21)에 동일 축인 관통 구멍(51)을 가지며, 그 안에서 길이가 긴 밸브 태핏(24')의 단부가 지지된다.

압력 공간(42)을 압력 매체로써 가압하기 위하여 유입부(52)가 제공되는데, 유입부는 단부벽(43) 안으로 반경 방향으로 도입되고 축방향 구멍(53)을 통해 압력 공간(42)에 연결된다. 이러한 방식으로, 길이 방향 축(21)을 따르는 피스톤(46)의 운동은 압력 매체를 유입부(52)를 통해 도입시킴으로써 시작된다.

본 발명의 텐션 작용의 과정은 다음과 같이 구성될 수 있다.

텐션 작용 과정의 초기 상황에서, 텐션 부재(A,B,C,D,E)들은 구조 부재(3) 안에 삽입되고, 적절하게 부분적으로 프리스트레스(prestress)를 받으며, 고정용 쐐기(anchoring wedge, 4)들의 도움으로 쐐기 플레이트(5)내에 임시로 고정되고, 여기에서 텐션 부재(A,B,C,D,E)의 자유 단부들은 일반적으로 고정 영역을 지나서 돌출된다. 텐션 부재(A,B,C,D,E)에 작동 상태를 위한 균일한 부하로 프리스트레스를 가하기 위하여, 기준 장력 부재(A)는 처음에 프리스트레스 잭(prestressing jack, 9)의 도움을 받아 컴퓨터로 미리 결정된 값의 프리스트레스를 받아서 고정되며, 프리스트레스 잭은 이후에 다른 장력 부재(B,C,D,E)를 위하여 사용된다.

다음에 프리스트레스 잭(9)은 기준 텐션 부재(A)로부터 제거되고, 어댑터(7)는 기준 텐션 부재(A)상으로 미끄러진다. 어댑터(7)는 표시기 장치(indicator device, 8)를 가진 중공형 실린더 부분을 가지며, 표시기 장치의 지침(pointer)은 기준 텐션 부재(A)에 마찰되게 연결될 수 있다.

다음에, 도 2 또는 도 4 에 도시된 바와 같은 본 발명의 장치(1 또는 1')는 기준 텐션 부재(A) 및 어댑터(7)상으로 미끄러진다. 이러한 방식으로, 기준 텐션 부재(A)는 관통 구멍(25) 안에 안착되며, 클램핑 조오(clamping jaw, 18)에 의해 피스톤(22) 안에 고정된다. 유입부(52)에 연결된 펌프(14)의 도움으로 (도 1), 압력 공간(42)은 압력 매체로써 가압되며, 피스톤(46)의 압력 발 부분(48)은 어댑터(7)를 통해서 쐐기 플레이트(5)에 대하여 지탱되며, 따라서 기준 텐션 부재(A)의 텐션의 힘이 초과되었을 때 텐션의 힘에 반하여 피스톤(22)을 하우징(41,20)을 통해 움직인다. 피스톤의 운동은 표시기 장치(8)에 의해 표시된다. 이러한 과정에서, 클램핑 조오(18)들은 공지된 방식으로 원추형 수용부(26)에 의해 반경 방향 내측으로 프리스트레스를 받으며, 기준 텐션 부재(A)와 접촉하고 있는 클램핑 조오(18)의 내측상에 위치된 치(teeth)는 기준 텐션 부재(A)를 단단하게 파지한다.

이러한 상태에 도달하자마자, 펌프(14)상의 차단 밸브가 폐쇄될 수 있어서 기준 텐션 부재(A)의 전체 텐션의 힘은 이제 하우징(20)에 대하여 지탱되는 피스톤(22)을 통하여 운반된다.

이제, 다른 단계에서, 프리스트레스 잭(9)은 프리스트레스를 받아야 하는 다음의 텐션 부재, 예를 들어 텐션 부재(E)상으로 미끄러지고, 기준 텐션 부재(E)는 프리스트레스 잭(9)의 가동 피스톤에 고정되고, 본 발명에 따른 장치(1') 및 프리스트레스 잭(9) 양쪽은 라인(11,12,13)들에 의해 유압 시스템에 연결된다. 이러한 상태는 도 1 에 도시되어 있다.

이후에, 프리스트레스 잭(9)은 압력 매체로 가압되는데, 압력 매체는 펌프(10)로부터 유입 라인(11)을 통해 와서 제 1 압력 챔버(32)에 도달하고 밸브 개구를 통해 제 2 압력 챔버(34) 안으로 유동하며, 그래서 유출부(35) 및 연결 라인(12)을 통하여 프리스트레스 잭(9)에 도달하여, 피스톤/실린더 유닛의 가동 피스톤에 작용한다.

피스톤의 운동이 텐션 과정 동안에 진행되므로, 텐션 부재(E)의 다른 텐션 작용은 유압 시스템에서 작동 압력을 상승시킴으로써만 달성될 수 있다. 그렇게 하는데 있어서, 경계 상태가 텐션 과정의 끝에 확립되는데, 여기에서 프리스트레스 잭(9) 안의 압력은 압력 공간(23)내 압력에 대응한다. 따라서 이러한 상태는 프리스트레스 잭(9)의 피스톤 및 본 발명에 따른 장치(1')의 피스톤(22)이 같은 압력으로 가압된다는 사실에 의해 두드러진다. 프리스트레스 잭(9)의 피스톤 면적은 피스톤 표면(19)에 대응하기 때문에, 2 개 텐션 부재(A,E)들의 텐션의 균일한 상태가 그러한 방식으로 달성된다.

텐션 부재(E)에 텐션을 가하는 과정 동안의 추가적인 압력 증가의 결과로서, 피스톤 표면(19)상에 작용하는 압력 매체는 기준 텐션 부재(A)의 텐션의 힘에 반대인 피스톤(22)의 운동을 야기하는데, 밸브 태핏(24')도 설계 때문에 상승된다. 이러한 과정에서, 고리형 칼러(27)의 밀봉 표면(28)은 고리형 어깨부(29)의 밀봉 표면(30)과 접촉되며, 따라서 밸브 개구는 폐쇄되고 제 2 압력 챔버(34) 및 따라서 프리스트레스 잭(9)에 대한 압력 매체의 추가 공급은 정지된다.

밸브 유닛(31)을 신뢰성 있게 폐쇄 위치에 유지하기 위하여, 압력 매체의 압력은 더 증가되며, 예를 들어 30 내지 50 바아로 증가된다. 폐쇄 밸브 위치의 결과로서, 이러한 압력은 오직 챔버(32)상에 작용하며, 여기에서 압력 매체는 축 방향으로 고리형 칼러(27)의 저부 고리형 표면상에 작용하며, 그에 의해서 밸브 태핏(24,24')을 위로 밀고 따라서 시일 표면(28)을 밸브 시트에 대하여 축방향으로 가압한다.

텐션 부재(E)가 쐐기 플레이트(5)에 고정된 이후에, 프리스트레스 잭(9)은 텐션 부재(E)로부터 제거될 수 있고 다음의 텐션 부재(B,C,D)로 전환될 수 있으며, 텐션 과정이 반복될 수 있다.

본 발명이 설명되었지만, 여러가지 방식으로 본 발명이 변형될 수 있다는 점은 명백하다. 그러한 변형이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어난 것으로 간주되어서는 아니되며, 당업자에게 명백한 모든 그러한 변형들은 다음의 청구항들의 범위내에 포함된다.

9. 클램핑 프레스 20. 실린더형 하우징
21. 축 22. 피스톤
23. 압력 공간 A.B.C.D.E. 텐션 부재
1. 장치 2. 강선
3. 구조 부재 5. 쐐기 플레이트
7. 어댑터 8. 표시 장치
10. 펌프 11. 공급 라인
12. 연결 라인 13. 복귀 라인
24. 밸브 태핏 28. 제 1 밀봉 표면
29. 고리형 어깨부 30. 제 2 밀봉 표면

Claims (22)

1. 기준 텐션 부재의 텐션의 힘에 따라서 텐션 부재에 텐션을 가하는 동안에 프리스트레스 잭을 제어하는 장치로서, 상기 장치는:
   기준 텐션 부재에 결합된 피스톤이 축을 따라서 내부에서 길이 방향으로 변위될 수 있게 장착된 중공 실린더형 하우징;
   피스톤 및 하우징의 엔크로져(enclosure)에 의해 형성되는 압력 공간으로서, 기준 텐션 부재의 텐션의 힘에 반대인 피스톤의 축방향 운동을 수행하기 위하여 유입부를 통해서 압력 매체로 가압되도록 적합화되며, 유출부를 통해 프리스트레스 잭(prestress jack)에 연결될 수 있는, 압력 공간; 및,
   프리스트레스 잭의 가압을 압력 매체로써 제어하도록 구성되고, 피스톤의 운동에 의해 직접적으로 제어 가능한, 밸브 유닛;을 구비하고,
   상기 압력 공간은 유입부에 연결될 수 있는 제 1 압력 챔버 및 유출부에 연결될 수 있는 제 2 압력 챔버로 세분되고, 밸브 유닛이 상기 제 1 압력 챔버와 상기 제 2 압력 챔버 사이에 배치되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   밸브 유닛은, 하우징에 위치되고 제 2 밀봉 표면을 구비하는 밸브 시트 및, 제 1 밀봉 표면을 구비하는 밸브 태핏을 구비하고, 밸브 태핏의 제 1 밀봉 표면은 밸브 유닛이 폐쇄되었을 때 밸브 시트의 제 2 밀봉 표면과 맞닿고, 밸브 태핏은 밸브 유닛을 작동시키도록 피스톤에 결합되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   밸브 태핏은 피스톤에 일체로(monolithically) 연결되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   하우징은 각각의 축방향 단부에 플레인 베어링(plain bearing)을 가지며, 프레인 베어링 안에서 피스톤 또는 밸브 태핏이 액체 밀폐 방식으로 지지되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   밸브 태핏은 상기 제 1 밀봉 표면이 형성된 고리형 칼러(annular collar)를 가지며, 밸브 시트는, 하우징의 내측 원주 둘레에 연장되고 상기 제 2 밀봉 표면이 형성된 고리형 어깨부를 구비하는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   밀봉 표면은 축에 대하여 경사 각도를 가지고 배치되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   피스톤은 기준 텐션 부재를 고정시키기 위한 구성 요소를 가지는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   구성 요소는 원추형 수용부 및, 상기 원추형 수용부내에 배치된 클램핑 조오를 구비하는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    피스톤은 기준 텐션 부재의 통과를 위한 축방향 관통 구멍을 가지는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
11. 제 3 항에 있어서,
    밸브 태핏은 기준 텐션 부재의 통과를 위한 축방향 관통 구멍을 가지는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    유압을 받는 피스톤의 면적은 유압을 받는 프리스트레스 잭의 피스톤의 면적에 대응하는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    하우징은 추가적인 압력 공간을 가지고, 압력 공간내에 길이 방향으로 변위 가능한 방식으로 추가적인 피스톤이 장착되고, 추가적인 피스톤은 피스톤 운동을 수행하도록 압력 매체의 압력을 받으며, 추가적인 피스톤은 기준 강선(reference tendon)의 텐션의 힘에 반대로 하우징의 운동을 개시하기 위하여 기준 텐션 부재의 고정 영역에 대해 지탱되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    추가적인 압력 공간은 펌프에 의해 가압되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    추가적인 피스톤은 기준 강선의 통과를 위한 축방향 관통 구멍을 가지는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
16. 삭제
17. 제 13 항에 있어서,
    표시기 장치(indicator device)를 더 구비하고, 표시기 장치는 추가적인 피스톤의 운동을 나타내는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    표시기 장치는 어댑터상에 배치되는, 프리스트레스 잭의 제어 장치.
19. 기준 텐션 부재의 텐션의 힘에 따라서 텐션 부재에 텐션을 가하는 방법으로서,
    (a) 압력 공간 및 피스톤을 가진 피스톤/실린더 유닛을 제공하는 단계로서, 피스톤은 기준 텐션 부재를 미리 결정된 텐션의 상태로 유지하는, 피스톤/실린더 유닛을 제공하는 단계;
    (b) 텐션 부재에 텐션을 가하도록 프리스트레스 잭(prestressing jack)을 제공하는 단계;
    (c) 피스톤/실린더 유닛의 압력 공간을 압력 매체로 가압하는 단계;
    (d) 텐션의 균일한 상태가 기준 텐젼 부재 및 텐션 부재에서 달성되자마자, 압력 매체의 보조로 피스톤의 운동을 개시하는 단계; 및,
    (e) 피스톤의 운동에 의해 프리스트레스 잭에 대한 압력 매체의 공급을 차단하는 단계;를 포함하고,
    상기 압력 공간은 유입부에 연결될 수 있는 제 1 압력 챔버 및 유출부에 연결될 수 있는 제 2 압력 챔버로 세분되고, 밸브 유닛이 상기 제 1 압력 챔버와 상기 제 2 압력 챔버 사이에 배치되는, 텐션 부재에 텐션을 가하는 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    프리스트레스 잭에 대한 압력 매체의 공급의 차단은 압력 공간을 가압하는 압력 매체의 압력에 따라서 발생되는, 텐션 부재에 텐션을 가하는 방법.
21. 제 19 항에 있어서,
    프리스트레스 잭에 대한 압력 매체의 공급은 밸브 유닛에 의해 제어되고, 밸브 유닛은 피스톤의 운동에 의해 제어되는, 텐션 부재에 텐션을 가하는 방법.
22. 삭제

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