KR102550875B1 - 나사 연결부의 문서화된 조임 또는 꽉 조임 방법 - Google Patents

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Abstract

축방향으로 작동하는 인장 디바이스 (11) 및 문서화 모듈이 제공된 프로세스 제어 유닛을 사용함으로써, 나사가공된 볼트 (2) 및 그 위에 나사결합된 너트 (3) 로 구성된 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 또는 꽉 조임 방법으로서,
1) 상기 나사 연결부에 제공된 식별정보 (7) 를 스캐닝하여 상기 나사 연결부 (1) 가 식별되고, 그리하여 정해진 데이터는 상기 문서화 모듈에 저장되며,
2) 상기 나사 연결부 (1) 는 상기 인장 디바이스 (11) 에 의해 나사가공된 상기 볼트 (2) 의 나사가공된 단부 (15) 상에서 축방향으로 당김으로써 연장되고, 그로 인해 가해진 조임력 (FA) 및/또는 조임 압력 (PA) 은 상기 문서화 모듈에 저장되며,
3) 연장 후에, 상기 너트 (3) 는 핸드 토크 렌치 (10) 를 사용하여 회전되고, 실제로 가해진 핸드 토크 (M) 는 상기 문서화 모듈에 저장된다.
이 방법은 나사 연결부를 조이거나 꽉 조일 때 각각의 나사 케이스에 특정된 데이터 문서화를 가능하게 하여, 나사 프로세스의 작동 신뢰성, 품질 및 재현성을 향상시키다.

Description

나사 연결부의 문서화된 조임 또는 꽉 조임 방법 {METHOD FOR THE DOCUMENTED TIGHTENING OR TIGHTENING UP OF A SCREW CONNECTION}
본 발명은, 축방향으로 작동하는, 바람직하게는 유압으로 구동되는 인장 디바이스 및 문서화 모듈이 제공된 프로세스 제어 유닛을 사용함으로써, 나사가공된 볼트 및 그 위에 나사결합된 너트로 구성된 과부하된 나사 연결부의 문서화된 (documented) 조임 또는 꽉 조임 방법에 관한 것이다.
이 방법에 의해, 이 나사 연결부에 제공된 식별정보 (identification), 바람직하게는 바코드 식별정보를 스캔하여 나사 연결부가 식별된다. 따라서, 검출된 데이터는 문서화 모듈에 저장된다. 나사 연결부는 인장 디바이스에 의해 나사가공된 볼트의 나사산 단부상에서 축방향으로 당김으로써 종방향으로 연장되고, 그로 인해 소모된 조임력 및/또는 조임 압력은 문서화 모듈에 저장된다. 종방향 연장 후에, 핸드 토크 렌치를 사용하여 너트를 회전시키고, 실제로 소모된 핸드 토크는 문서화 모듈에 저장된다.
유압 작동식 볼트 인장 디바이스들은 선행 기술, 예를 들어 WO 2008/092768 A2, WO 2010/054959 A1 또는 DE 10 2015 104 133 A1 로부터 공지되어 있다. 이러한 유형의 인장 디바이스들에 의하여, 먼저 교체가능한 부시가 (나사가공된) 볼트에 나사결합되거나 볼트를 인장시키도록 이 볼트와 결합하게 된다. 이를 위해, 교체가능한 부시에는 해당 내부 나사산이 제공될 수 있다. 교체가능한 부시는 유압 실린더 하우징 내부에 배열되고 교체가능한 부시를 수반하는 적어도 하나의 피스톤에 의해 둘러싸여 있다. 피스톤은, 예를 들어 유압식 피스톤-실린더 유닛의 일부로서, 교체가능한 부시를 축방향으로 함입 (entrain) 할 수 있다. 그리하여, 인장되는 볼트는 축방향으로 연장된다. 볼트가 연장되는 동안, 기계 일부에 대하여 볼트를 지지하는 너트는 꽉 조여질 수 있고, 즉 회전될 수 있다.
종종 실제로 사용된 작동 파라미터들 뿐만 아니라 관련 나사 케이스와 관련된 일반적인 데이터는 검출 및 문서화되지 않는다. 이러한 데이터는, 예를 들어 볼트 또는 너트의 제조사, 유형 또는 모델 뿐만 아니라 볼트 및/또는 너트의 조임 및 토크값일 수 있다. 종종 볼트 인장 디바이스들에는 이러한 데이터를 검출 및 문서화하는데 적합한 디바이스들이 없다. 더욱이, 이러한 데이터를 평가, 점검 및 안전하게 저장하기 위한 대책이 부족한 경우가 종종 있다. 이는 영구적인 제어 점검이 필요한 나사 연결부와 관련될 수 있고, 예를 들어 화학적 또는 핵 위험 물질이 있는 반응로 또는 저장 용기들의 경우에 안전상의 이유로 충분히 견고한 나사 연결부를 증명해야 한다.
더욱이, 볼트 인장 디바이스의 사용자가 인장될 볼트에 대해서 필요하거나 이상적인 유압 및 이 유압과 연결된 조임 압력 또는 조임력이 어느 영역에 있는지를 초기에 알 수 없는 문제가 있다. 이러한 값들은 볼트의 유형, 제조사 또는 크기에 따라 변할 수 있다. 의심스러운 경우에는, 이는 볼트에 과도하게 높은 인장 응력이 가해지도록 유도할 수 있고, 이는 궁극적으로 나사가공된 볼트가 파손되거나 통제불능 (spinning out) 될 수 있도록 유도할 수 있다. 작동 안전에 영향을 주는 이러한 요인들 이외에도, 볼트들에 이상적인 조임력이 가해지지 않으면, 조임 또는 꽉 조임 프로세스의 품질과 정밀도가 또한 저감될 수 있다. 너트를 회전시킬 때, 덜 이상적인 토크를 사용할 때도 동일하다.
적합한 센서들 또는 스캐너들에 의해 식별정보들, 예를 들어 바코드들을 판독함으로써 얻어진 정보는 일반적으로 알려져 있다. 따라서, 구성요소 일부들, 라벨들, 광고 보드들 등에는 식별정보들이 제공될 수 있고, 이러한 식별정보들은 그 후에 적절한 스캐너에 의해 검출 및 판독된다. 식별한 후에, 각각의 바코드에 대하여 파일링된 특정 정보가 검색될 수 있다. 이러한 바코드 스캐너들은 현대 텔레커뮤니케이션 기기의 표준으로 통합된다. 거기에, 적합한 응용 소프트웨어 (App) 와 결합된 카메라는 이러한 바코드 스캐너의 기능을 수행한다. 별도의 기기들로서 바코드 스캐너들은, 예를 들어 현금 데스크에서 구매를 스캐닝하기 위한 소매점에서 알려져 있다. 바코드 스캐너들에는 광원이 제공되고 그리고 이 바코드 스캐너는 스캔 프로세스 중에 스캔 대상과 거리를 두고 위치되는 것이 중요하다. 하지만, 바코드는 대물 렌즈 또는 스캐너의 입사 필드 또는 노출 범위에 위치되어야 한다. 스캔 대상에 대하여 스캐너를 위치하는 것은 종종 각도와는 별개이다. 스캐너와 바코드 사이의 이상적인 위치결정 각도로부터 벗어난 배열은, 해당된다면 적합한 초점 광학계에 의해 보상될 수 있다.
본원의 목적은, 축방향으로 작동하는 인장 디바이스들로 고인장 나사 연결부를 조이거나 꽉 조일 때 각각의 나사 유형에 특정된 데이터 문서화를 가능하게 하여 나사 프로세스의 작동 신뢰성, 품질 및 재현성을 개선하는 것이다.
이는 청구항 1 에 따른 방법에 의해 달성된다.
이미 전술한 바와 같이, 이는, 축방향으로 작동하는, 바람직하게는 유압으로 구동되는 인장 디바이스 및 문서화 모듈이 제공된 프로세스 제어 유닛을 사용함으로써, 나사가공된 볼트 및 그 위에 나사결합된 너트로 구성된 과부하된 나사 연결부의 문서화된 조임 또는 꽉 조임 방법으로서,
1) 나사 연결부에 제공된 식별정보, 바람직하게는 바코드 식별정보를 스캔하여 나사 연결부가 식별되고, 그리하여 검출된 데이터는 상기 문서화 모듈에 저장되며;
2) 나사 연결부는 인장 디바이스에 의해 나사가공된 볼트의 나사가공된 단부에서 축방향으로 당김으로써 연장되고, 그로 인해 인가된 조임력 및/또는 조임 압력은 문서화 모듈에 저장되고;
3) 연장한 후에, 상기 너트는 핸드 토크 렌치를 사용하여 회전되고, 실제로 가해진 핸드 토크는 상기 문서화 모듈에 저장된다.
이러한 방법을 사용함으로써, 각각의 나사 케이스의 기초가 되는 상이한 데이터는 신뢰가능하게 문서화되고 재현가능한 방식으로 저장될 수 있다. 데이터는 일반적인 성질을 가질 수 있고 예를 들어 나사 연결부의 제조사의 표시, 메이크, 일련 번호, 모델, 유형 또는 물리적 및 기술적 파라미터들을 포함한다. 데이터는 나사가공된 볼트 또는 너트와 관련될 수 있다.
나사 연결부를 스캐닝한 후에, 이 나사 연결부는 식별되고, 식별 결과는 문서화 모듈에 저장된다. 문서화 모듈에서, 식별된 나사 연결부는 날짜, 시간, 프로젝트 번호 또는 기타 데이터가 추가로 할당될 수 있고, 이러한 데이터는 나란히 저장될 수 있다.
데이터는 특히 외부 서버, 외부 컴퓨터 유닛 또는 데이터 클라우드에 저장될 수 있는 공통의 파일에 저장된다. 인가된 조임력 및/또는 조임 압력, 실제로 인가된 핸드 토크, 그럼으로써 문서화 모듈에 저장된 모든 데이터에 대하여 동일하게 적용된다. 모든 데이터는 단일 파일 또는 여러 개의 다른 파일들에 저장될 수 있다. 데이터의 문서화는 나사 연결시 언제든지 후속으로 실시될 품질 및 상태 점검, 보다 특히 장기간에 걸친 후속 점검을 가능하게 한다.
나사 연결부의 식별 후에 본원의 유리한 구성에서, 조작자에 의해 조임 프로세스가 시작되기 전에 조작자는 프로세스 제어 유닛으로부터 데이터 뱅크에 저장된 조임력 및/또는 조임 압력을 제안받는다. 프로세스 제어 유닛은 이러한 목적을 위해 전자 데이터 뱅크에 액세스할 수 있다. 데이터 뱅크는 관련 식별된 나사 연결부에 대하여 조임력들 및/또는 조임 압력들에 대하여 최적 또는 권장 값들 및/또는 값 범위들을 포함할 수 있다. 그리하여 제안된 파라미터들을 사용함으로써, 나사 연결부의 보다 안전하고 그리고/또는 최적화된 조임을 보장할 수 있다.
조작자가 조작 파라미터들의 자동 제안 후에 조임 프로세스의 시작을 수동으로 확인하거나 시작해야 하는 추가의 안전 단계가 생성된다.
조작자가 한편으로는 자신의 경험에서 다른 조임력 및/또는 조임 압력을 선호하면, 프로세스 제어 유닛의 파라미터 제안을 수락하지 않는다. 조작자는 그 후에 다른 값을 수동으로 입력하고 조임 프로세스를 시작한 후에 마찬가지로 문서화 모듈에 문서화된다.
조작자 또는 사용자는, 예를 들어 프로세스 제어 유닛의 터치스크린 또는 외부 작동 디바이스를 통하여, 입력 유닛을 통하여 모든 관련 데이터를 수동으로 입력할 수 있다. 터치스크린 또는 조작 디바이스는 동시에 디스플레이 유닛일 수 있다. 따라서, 나사결합 프로세스는 시각적으로 추적 및 제어될 수 있다.
본원의 다른 구성에 따라서, 나사 연결부의 식별 후에, 데이터 뱅크에 저장된 조임력 및/또는 조임 압력은 프로세스 제어 유닛에 의해 자동으로 선택되고 유압식 나사 인장 디바이스의 펌프는 이러한 압력으로 자동적으로 이동된다. 펌프는 유압 구동식 인장 디바이스의 압력을 조절하고 대응하는 공급 및 배출 라인들을 통하여 이 인장 디바이스에 연결된다. 펌프는 신호 처리에 의해 프로세스 제어 유닛에 연결될 수 있다.
프로세스 제어 유닛에 의한 나사 연결부의 식별 후에, 데이터 뱅크에 저장된 조임력 및/또는 조임 압력이 프로세스 제어 유닛에 의해 자동적으로 선택되고 조임 프로세스가 선택된 값들을 사용하여 자동적으로 시작되면 유리하다.
본원에 따른 방법을 수행하기 위해, 특히 인장 디바이스가 사용된다. 이러한 디바이스는, 유압 실린더로서 구성된 실린더 하우징, 실린더 하우징내에 배열되고 나사가공된 볼트에 대면하는 단부에 내부 나사산이 제공되고 나사가공된 볼트에 나사결합될 수 있는 교체가능한 부시, 및 실린더 하우징내에서 축방향으로 이동가능하고 유압 공급부에 연결될 수 있으며, 교체가능한 부시가 중심에서 안내되고 교체가능한 부시가 축방향으로 함입될 수 있는 적어도 하나의 피스톤을 포함한다. 실린더 하우징 또는 이 실린더 하우징에 연결된 구성요소는 베이스, 예를 들어 받침부 (abutment) 로서의 기계 요소에 지지될 수 있다. 본원에 따른 방법은 이러한 종류의 유압식 인장 디바이스를 사용할 때 특히 유리하다. 나사가공된 단부 섹션상에서 당김으로써 나사가공된 볼트를 연장할 때 엄청난 힘이 발생한다. 인가된 조임력 및/또는 유압 조임 압력의 문서화는 안전한 문서화 또는 파라미터 모니터링 범위 내의 작동 신뢰성에 특히 유리할 수 있다.
높은 조임력들 및/또는 조임 압력들에 의하여, 특히 나사가공된 볼트가 튀거나 발사될 위험이 있다. 이러한 경우에 교체가능한 부시가 볼트의 나사산으로부터 빠져나오고 마찬가지로 발사될 수도 있다. 이러한 경우를 방지하기 위해, 식별된 나사 연결부에 적합하고 그리고/또는 최적인 조임력들 및/또는 조임 압력들을 자동으로 선택하는 것은, 사용자로부터의 후속의 해제 요구 여부와 상관없이 유리할 수 있다.
본원에 따른 방법에서 이미 사용된 핸드 토크 렌치로 교체가능한 부시를 나사가공된 볼트에 나사결합하는 것이 더 유리하다. 교체가능한 부시를 볼트에 나사결합하고 너트를 회전시킬 때, 본원에 따른 방법의 2 개의 중요한 단계는 하나의 동일한 도구를 사용하여 동시에 수행된다. 핸드 토크 렌치는 전자식 핸드 토크 렌치일 수 있다.
센서, 보다 특히 바코드 스캐너로 식별정보를 스캔하는 것이 유리하다. 이는 광학 센서일 수 있다. 센서는 인장 디바이스의 구성요소, 핸드 토크 렌치 또는 별도의 장치일 수 있다. 광학 센서들은 일반적으로 비교적 비용 효율적이고, 손쉽게 적용될 수 있으며, 손쉽게 조작될 수 있다. 이는 인장 디바이스내에 또는 핸드 토크 렌치상에 이러한 유형의 센서를 구현하는 것을 용이하게 한다. 센서 바코드 스캐너는, 예를 들어 인장 디바이스 외부 또는 인장 디바이스 내부에 배열될 수 있다. 부착물 (attachment) 은 실린더 하우징 외부 또는 교체가능한 부시 내부에 있을 수 있다.
센서가 핸드 토크 렌치에 위치되면, 그 후에 센서는 어떠한 위치에 배열될 수 있다. 하지만, 센서는 핸드 토크 렌치의 기계식 작동 요소들, 예를 들어 멀티 에지에 의해 손상되지 않는 것이 중요하다. 핸드 토크 렌치상의 센서의 배열체는 스캐너의 가요성 및 핸들링과 관련하여 이점을 얻을 수 있다. 핸드 토크 렌치가 인장 디바이스보다 더 가볍고 더 좁다.
센서는 고정식으로 배열되거나 해제가능하게 부착될 수 있다. 해제가능한 배열체는 정기적으로 센서를 검사하고 손상되면 이 센서를 교체할 수 있는 이점을 가진다. 바코드를 스캐닝할 때, 센서가 바코드 근방에 위치되거나 유지되어, 즉 바코드가 광 센서의 조사 범위, 조명 범위 또는 검출 범위 내에 위치됨이 동일하게 관찰되어야 한다. 스캔은 일반적으로 비접촉식으로 수행되며, 즉, 센서는 바코드로부터 거리를 두고 위치될 수 있다.
센서는 또한 프로세스 제어 유닛을 포함하는 컴퓨터 유닛의 직접적인 구성요소 일부일 수 있다. 이러한 경우에 센서가 카메라이면 유리할 수 있다.
컴퓨터 유닛은 바람직하게는 모바일 컴퓨터이고, 보다 특히 태블릿 컴퓨터들, 스마트폰들 또는 다른 컴퓨터 모듈들이 이에 특히 적합하다. 컴퓨터 유닛이 디스플레이 유닛 및 또한 입력 유닛 둘 다를 가지는 것이 중요하다. 디스플레이 유닛 및 입력 유닛은 터치스크린에 함께 구현될 수 있다. 입력 유닛은 또한 키보드 또는 버튼으로 형성될 수 있다. 컴퓨터 유닛으로서 고정식 컴퓨터를 사용하는 것도 가능하다. 각각의 경우에, 센서는 신호 처리에 의해 프로세스 제어 장치에 연결된다.
인장 디바이스 및/또는 핸드 토크 렌치 및/또는 별도의 디바이스는 신호 처리에 의해 프로세스 제어 유닛에 연결된 송신 및 수신 유닛과 함께 본원에 따라 제공될 수 있고, 이에 의해 프로세스 제어 유닛과의 데이터 교환이 가능하다. 스캐닝, 조임 및 회전 프로세스의 기초가 되는 관련 데이터는 그 후에 프로세스 제어 유닛으로 전달될 수 있고, 이에 따라 발생하는 해당 데이터는 인장 디바이스의 관련 송신 및 수신 유닛 또는 핸드 토크 렌치로 보내어질 수 있다.
프로세스 제어 유닛은 또한 송신 및 수신 유닛을 포함한다. 송신 및 수신 유닛은 예를 들어 송신 및 수신 모듈을 갖는 전기 회로 기판일 수 있다. 송신 및 수신 유닛은 신호 연결시 무선으로 또는 유선으로 서로 연결될 수 있다. WLAN, 라디오 또는 UMTS 연결이 실시예로서 적합하다. 실제로 어떠한 종류의 최신 무선 신호 전송이 여기에 적합할 수 있다. 전도체 플레이트들 또는 회로 기판들을 통한 전자 연결 경로들은 또한 연결 경로들이 다른 구성요소 일부들을 서로 연결하는 한 적합할 수 있다.
프로세스 제어 유닛 뿐만 아니라 센서는 공통의 응용 프로그램으로 제어되면 유리하다. 이는 예를 들어 컴퓨터 유닛에 설치될 수 있다. 컴퓨터 유닛 및 펌프와 함께 외부 유압 공급부는 예를 들어 트롤리에 배열될 수 있다.
본원의 다른 구성에 따르면, 인가된 조임력 또는 조임 압력은 압력 센서 및/또는 힘 센서에 의해 측정될 수 있다. 여러 가지 압력 및/또는 힘 센서들이 이 용도로 사용될 수도 있다. 압력 및/또는 힘 센서들은 유압 공급부의 직접적인 구성요소 일부일 수 있다.
또한, 센서들은 본원에 따른 방법으로 나사 길이를 측정하는데 사용될 수 있다. 해당 센서는 또한 핸드 토크 렌치에 실제로 인가되는 토크를 측정하기 위해 제공된다.
상기 방법의 다른 구성에 따르면, 너트를 회전시키는 것은 인장 디바이스상에 배열된 기어링에 의해 수행되고, 이 기어링에는 회전 각도 센서가 제공되는 것이 제안되어 있다. 이 센서는 회전 동안 커버되는 회전 각도를 검출한다. 이 회전 각도는 너트 자체의 회전 각도 또는 예를 들어 회전 기어링의 요소들 중 하나에 의해 수행되는 다른 특성화 회전 각도일 수 있다. 그리하여 검출된 각도 값은 마찬가지로 저장되고, 이를 위해 회전 각도 센서는 신호 처리에 의해 프로세스 제어 유닛에 연결되어, 검출된 회전 각도 값은 처리 및 평가를 위해 프로세스 제어 유닛에서 이용가능하게 된다.
이러한 평가에 의하여 나머지 연장부에 대한 설명 및 그리하여 나사가공된 볼트의 연장은 나사가공된 볼트의 알려진 나사산 피치와 관련하여 커버된 회전 각도 값으로부터 수집된다. 이러한 연장 값은 문서화 모듈에 문서화된다.
나사가공된 볼트의 연장에 대응하는 미리 정해진 회전 각도가 커버되고 그 후에 너트가 미리 결정된 토크로 멈출 때까지 회전되면, 나사가공된 볼트가 대응하는 힘으로 조여졌음이 보장된다.
문서화 모듈은 메모리 및/또는 데이터 뱅크를 포함하는 것은 피할 수 없다. 식별 및 조임 및 회전 프로세스에 관한 데이터, 보다 상세하게는 사용된 조임력 및/또는 조임 압력 뿐만 아니라 실제로 인가된 핸트 토크는 이러한 메모리 및/또는 이러한 데이터 뱅크에 저장될 수 있다.
본원의 다른 바람직한 구성에 따라서, 조임 및 회전 프로세스가 종결되자마자 광 신호가 사용자에게 표시된다.
본원에 따른 방법의 다른 세부사항 및 장점은 도면에 도시된 예시적인 실시형태의 이하의 설명으로부터 명백하다.
도 1 은 너트가 2 개의 기계 일부들을 클램핑하는 나사가공된 볼트를 도시한다.
도 2 는 나사가공된 볼트와 정렬하여 설정되고 상부 기계 일부에 지지되는 유압 작동식 나사가공된 볼트 인장 디바이스의 사시도를 도시한다. 교체가능한 부시를 나사가공된 볼트에 나사결합하기 위한 핸드 토크 렌치도 도시된다.
도 3 은 인장 프로세스 동안 도 2 에서와 동일한 나사가공된 볼트 인장 디바이스를 도시한다.
도 4 는 핸드 토크 렌치로 너트를 꽉 조일 때, 도 2 및 도 3 에서와 동일한 나사가공된 볼트 인장 디바이스를 도시한다.
과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 축방향 조임 또는 꽉 조임을 위한 본원에 따른 방법은 도 1 ~ 도 4 에 도시된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 이러한 나사 연결부 (1) 는 긴 나사가공된 볼트 (2) 와 그 위에 나사결합된 너트 (3) 로 구성된다. 여기서 나사 연결부 (1) 는 2 개의 기계 일부들 (5, 6) 을 서로 인장시킨다. 나사가공된 볼트 (2) 및 너트 (3) 와는 별개로, 다른 요소들, 예를 들어 인장될 다른 기계 일부 (6) 의 너트 (3) 로부터 멀리 떨어진 측면의 다른 너트가 나사 연결부 (1) 의 구성요소 일부가 될 수 있다. 와셔들은 또한 종종 나사 연결부 (1) 의 구성요소 일부들이다. 식별정보 (7) 는 본원에 따른 방법을 위해 나사 연결부 (1), 그에 따라 나사가공된 볼트 (2) 또는 너트 (3) 상에 배열되어야 한다. 이는 예를 들어 나사가공된 볼트 (2) 또는 나사가공된 볼트 단부의 단부 측면 (8) 상에 배열된 바코드 (7) 를 사용하여 도 1 에 도시되어 있다. 하지만, 식별정보 (7) 는 나사가공된 볼트 및/또는 너트상의 다른 위치에 배열될 수도 있다.
바코드 (7) 는 우선 적절한 센서로 스캔된다. 센서 또는 스캐너는, 예를 들어 이하에 설명되는 바와 같이 본원에 따른 방법의 범위내에서 어떠한 경우에 사용되는 핸드 토크 렌치 (10) (도 2) 상에 배열될 수 있다. 센서 또는 스캐너는 모바일 컴퓨터 유닛의 일부, 예를 들어 태블릿 컴퓨터, 스마트폰 또는 모바일 컴퓨터 유닛의 일부일 수도 있다. 센서는 예를 들면 카메라일 수 있다. 식별정보 (7) 를 스캔하기 위해 단독으로 사용되는 별도의 스캔 모듈은, 또한 본원에 따른 방법의 범위내에서 사용될 수 있다. 그 후, 바코드는 센서로 검출될 수 있고, 나사 연결부 (1) 는 실제 조임 또는 꽉 조임 이전에 식별될 수 있다.
인장 디바이스 (11) 자체 또는 그 위에 센서 또는 스캐너의 배열체가 또한 제공될 수 있다. 그 후, 인장 디바이스 (11) 는 인장될 볼트 (2) 상에 설정되고 그리고 인장 직전에 바코드가 스캔된다.
스캐닝으로 획득한 정보는 나사 연결부 (1), 예를 들어 정확한 유형의 나사 연결부를 식별하기 위한 기초가 된다. 나사 연결부 (1) 는 그 후 다음 단계에서 나사가공된 볼트 (2) 의 나사가공된 단부 (15) 상에서 축방향 당김만으로 연장된다.
이러한 연장 프로세스를 위해, 조작자 또는 사용자는 관련 식별된 유형의 나사 연결부 (1) 를 위한 프로세스 제어 유닛에 의해, 예를 들어 데이터 뱅크에 저장된 대응값들을 가진 데이터 페이지를 검색함으로써 조임 또는 회전을 위한 처리 파라미터를 제공할 수 있다. 그 후, 사용자는 이 사용자에게 제안된 파라미터들의 사용을 확인하거나 거부할 수 있다. 본원에 따른 방법은 또한 이러한 종류의 파라미터 제안없이 수행될 수 있다.
유압 공급부의 펌프를 자동 압력 조절한 후 이어서 조임 프로세스를 자동 시작하는 자동화된 방법이 가능하다.
도 1 에 도시된 과부하된 나사 연결부 (1) 는 순수하게 축방향으로 작동하는 유압 작동식 인장 디바이스 (11) 에 의해 조여지거나 꽉 조여진다. 인장 디바이스 (11) 및 조임 및 꽉 조임의 절차가 도 2 내지 도 4 에 도시되어 있다. 나사 연결부 (1) 는 너트에 걸쳐 돌출하는 나사가공된 볼트 (2) 의 나사가공된 단부상에서 축방향으로 당김으로써 종방향으로 연장된다. 그리하여 유압장치에 의해 소모된 조임력 (FA) 및/또는 유압 장치에 의해 가해지는 조임 압력 (PA) 은 자동으로, 즉, 사용자의 경험에 의해 사용자에 의해 설정된 조임력 또는 시스템에 의해 제시되고 데이터 뱅크의 값들 및/또는 저장된 조임 압력 (PS) 으로부터 유도되는 조임력 (FS) 여부와는 별개로, 문서화 모듈에 저장된다.
인장 디바이스 (11) 에 의해서, 미리 설정된 예비 인장력 (FVM) 은 볼트의 종방향으로 나사가공된 볼트 (2) 에 어떠한 시간 동안 가해지지만, 나사가공된 볼트 (2) 에 나사결합되는 나사 연결부 (1) 의 너트 (3) 는 조여지거나 다시 조여질 수 있다. 이는 핸드 토크 렌치 (10) 에 의해 실시된다. 해제될 때까지 실제로 가해지는 핸드 토크 (MH) 는 마찬가지로 문서화 모듈에 저장된다.
도 2 내지 도 4 의 사시도에 도시된 인장 디바이스 (11) 는 본원에 따른 방법을 참조하여 이하 보다 상세하게 설명될 것이다. 인장 디바이스 (11) 는 단면도에서 부분적으로 개방된 도면들에 도시되어 있음을 알아야 한다.
인장 디바이스 (11) 의 중심에 배열된 교체가능한 부시 (12) 에는 그 하단부에 내부 나사산 (13) 이 제공된다. 교체가능한 부시 (12) 는, 인장 프로세스를 시작하기 전에, 너트 (3) 를 넘어 돌출하는, 나사가공된 볼트 (2) 의 나사가공된 단부 섹션 (15) 에 내부 나사산 (13) 과 나사결합된다. 이러한 나사결합은 바람직하게는 핸드 토크 렌치 (10) 로 실시한다. 실제 인장 프로세스에 대하여, 나사가공된 볼트 (2) 상에 나사결합된 교체가능한 부시 (12) 는 축방향 인장하에서 유압식으로 설정되어, 나사가공된 볼트 (2) 는 길이 (ΔL) 만큼 종방향으로 연장된다. 힘 (FVM) 은 이제 나사가공된 볼트 (2) 상에 작용한다.
볼트 (2) 의 일시적인 연장으로 인해서, 너트 (3) 의 하부면은 자유롭게 되어 너트 (3) 는 작은 비틀림 저항으로 먼저 회전될 수 있고 그 후 증가된 비틀림 저항으로 회전될 수 있으며 이러한 방식으로 조여질 수 있다. 너트 주위에 배열된 회전 디바이스 (17) 가 여기에서 유용하다. 이는 인장 디바이스 (11) 의 구성요소 일부일 수 있다. 핸드 토크 렌치 (10) 는 회전 디바이스 (17) 상에 설정된다.
유압식 인장 기구는 내압 실린더 하우징 (18) 에 의해 둘러싸여 있다. 하방으로의 실린더 하우징 (18) 의 강성 돌출부는 너트 (3) 를 둘러싸는 지지 튜브 (19) 를 형성한다. 지지 튜브 (19) 는 실린더 하우징 (18) 과 일체형이거나, 대안으로 실린더 하우징 (18) 과 별개이지만 그 위에 배치될 수 있다. 지지 튜브 (19) 는 그 하부측이 개방되어 있고 인장 프로세스 동안 받침부로서 사용되는 고정 베이스, 예를 들어 기계 일부 (5) 상에 지지된다. 여기에 설명된 방법에 의하여, 받침부는 너트 (3) 의 하부면이 지지되는 기계 일부 (5) 이다.
지지 튜브 (19) 의 개구를 통하여 작동하는 기어링 (17) 은 너트 (3) 를 회전시키도록 제공될 수 있다. 이 기어링은 회전 디바이스 (17) 를 형성한다.
회전에 필요한 토크는, 설정된 토크에 도달하고 그리고 토크 렌치 (10) 가 해제될 때까지, 기어링 (17) 에 설정된 핸드 토크 렌치 (10) 를 전후로 이동시킴으로써 인가된다. 너트 (3) 는 인장 디바이스 (11) 가 여전히 작동하는 동안 자연적으로만 회전될 수 있다.
유압 연결부 (20) 는 실린더 하우징 (18) 상의 측면에 위치되고, 이 실린더 하우징을 개재하여 인장 디바이스 (11) 의 유압 작동식 챔버 (21) 는 외부 유압 공급부에 밸브 제어되어 연결된다. 펌프와 함께 외부 유압 공급부는 예를 들어 트롤리에 배열될 수 있다. 유압 실린더에는 실린더의 내부벽으로부터 밀봉된 종방향으로 이동가능하게 장착된 피스톤 (25) 이 있다. 피스톤 (25) 은 실린더의 유압 작동식 챔버 (21) 로 유압을 공급함으로써 상승된다. 이는, 예를 들어 강한 스프링의 힘에 대하여 발생될 수 있고, 이 강한 스프링의 힘은 피스톤 (25) 을 위로부터 편향시키고 그리고 피스톤을 리셋하는 스프링으로서 사용되며 피스톤 (25) 을 기본 위치에 유지하는 것을 목표로 하는 힘으로 피스톤 (25) 을 직접 편향시키고, 이 기본 위치에서 유압 작동식 챔버 (21) 는 최소 레벨을 가진다. 이는 도면들에 도시되지 않았고 선택적으로 인장 디바이스 (10) 의 일부이다.
피스톤 (25) 은 링내의 교체가능한 부시 (12) 를 둘러싼다. 부시의 내부 가장자리에는 주변 단차부 (27) 가 제공되고, 베이스로부터 멀리 대면하는 이 주변 단차부는 함입 표면 (entrainment surface) 을 형성하며, 이 함입 표면상에서 교체가능한 부시 (12) 는 이에 부착된 반경방향으로 확장된 섹션 (28) 에 의해 지지된다. 교체가능한 부시 (12) 는 이러한 방식으로 피스톤 (25) 에 의해 축방향으로 함입된다.
교체가능한 부시 (12) 에는 볼트측 단부상에서 나사가공된 볼트 (2) 에 나사결합하기 위한 내부 나사산 (13) 이 제공된다. 교체가능한 부시 (12) 에는 그 상단부에서 소켓 (30) 이 제공되고, 이 소켓상에서 실린더 하우징 (18) 에 대하여 교체가능한 부시 (12) 를 회전하기 위해서 핸드 토크 렌치 (10) 의 각진 코너가 설정될 수 있고, 그리하여 나사가공된 볼트 (2) 에 교체가능한 부시 (12) 를 나사결합한다.
피스톤 (25) 은 작동 챔버 (21) 내의 유압하에서 상승되어, 함입 표면 (27) 상에 지지된 교체가능한 부시 (12) 를 축방향으로 함입한다. 이는 나사가공된 볼트 (2) 의 연장과 너트 (3) 의 하부면과 상부 기계 요소 (5) 사이의 갭 (ΔL) 의 형성을 유도한다. 유압은 스캐닝의 결과로서 장치 내부에 설정될 수 있고 따라서 나사 연결부 (1) 의 유형 및 그리하여 제공된 힘 값들을 식별할 수 있지만 조작자에 의한 계산 후에 식별할 수 있다.
나사가공된 볼트의 연장은 적절한 센서들을 통하여 검출될 수 있고, 처리되며, 해당된다면 마찬가지로 프로세스 값으로서 저장될 수 있다. 너트 (3) 는 그 후에 회전 디바이스 (17) 가 사용되는 토크 해제값 (M) 에 도달할 때까지 핸드 토크 렌치 (10) 로 연장된 나사가공된 볼트로 회전된다.
너트 (3) 를 회전시키는 것은 인장 디바이스 (11) 상에 배열된 기어링 (17) 에 의해 수행된다. 기어의 회전 기어링 요소들 중 적어도 하나에는 회전 각도 센서가 제공된다. 이는 회전 동안 커버되는 회전 각도를 검출한다.
검출된 회전 각도는 너트 (3) 자체의 회전 각도 또는 기어링의 요소들 중 하나가 수행하는 다른 특성 회전 각도일 수 있다. 그리하여 검출된 각도 값은 마찬가지로 저장되고, 이를 위해 회전 각도 센서는 신호 처리에 의해 프로세스 제어 유닛에 연결되어, 검출된 회전 각도 값은 처리 및 평가를 위해 프로세스 제어 유닛에서 이용가능하게 된다.
이러한 평가에 의하여 나머지 연장부에 대한 설명 및 이에 의하여 나사가공된 볼트 (2) 의 연장은 나사가공된 볼트 (2) 및 너트 (3) 의 알려진 나사산 피치와 관련하여 커버된 회전 각도 값으로 이루어진다. 이러한 연장 값은 문서화 모듈에 문서화된다.
나사가공된 볼트 (2) 의 연장에 대응하는 미리 정해진 회전 각도가 커버되고 그 후에 너트 (3) 가 미리 정해진 토크로 멈출 때까지 회전되면, 나사가공된 볼트 (2) 가 대응하는 힘으로 조여졌음이 보장된다.
실제로 너트 (3) 에 작용하고 핸드 토크 렌치 (10) 에 의해 인가되는 조임 모멘트 (M) 는 적절한 센서, 예를 들어 토크 센서에 의해 검출된다. 이러한 값은 또한 프로세스 제어 장치로 전송되고 문서화 모듈에 저장된다.
너트 (3) 의 회전 동안 검출된 데이터 및 측정 값들의 전송은, 예를 들어 핸드 토크 렌치 (10) 상에 배열된 송신 및 수신 유닛을 통하여 또는 회전 디바이스 (17) 상에 배열된 송신 및 수신 유닛에 의해 수행될 수 있다. 그런 다음 프로세스 제어 유닛과 신호 연결된다. 실제로 인가된 토크 (MH) 는 인가된 축방향 조임력 (FA) 또는 유압 조임 압력 (PA) 과 함께 문서화 모듈에 저장된다.
어떠한 수의 다른 프로세스 변수들이 대응하여 큰 메모리를 가진 문서화 모듈에 저장 및/또는 처리될 수 있다. 예를 들어, 파라미터들은 데이터 표들 또는 파라미터 파일들, 예를 들어 표 형식에 저장될 수 있다. 이러한 데이터는 그 후에 예를 들어 증거 자료를 위해 필요에 따라 내보내거나 인쇄될 수 있다.
1 : 나사 연결부
2 : 나사가공된 볼트
3 : 너트
5 : 기계 일부
6 : 기계 일부
7 : 식별정보, 바코드
8 : 단부 측면
10 : 핸드 토크 렌치
11 : 인장 디바이스
12 : 교체가능한 부시
13 : 내부 나사산
15 : 나사가공된 단부 섹션
17 : 회전 디바이스, 기어링
18 : 실린더 하우징
19 : 지지 튜브
20 : 유압 연결부
21 : 작동 챔버
25 : 피스톤
27 : 단차부
28 : 반경방향으로 확장된 섹션
30 : 소켓
M : 핸드 토크
ΔL : 길이, 갭
P : 압력
FVM : 힘

Claims (17)

  1. 축방향으로 작동하는 인장 디바이스 (11) 및 문서화 모듈이 제공된 프로세스 제어 유닛을 사용함으로써, 나사가공된 볼트 (2) 및 상기 나사가공된 볼트 위에 나사결합된 너트 (3) 로 구성된 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 (documented) 조임 방법으로서,
    1) 상기 나사 연결부에 제공된 식별정보 (7), 또는 바코드 식별정보를 스캐닝하여 상기 나사 연결부 (1) 가 식별되고, 그리하여 정해진 데이터는 상기 문서화 모듈에 저장되며,
    2) 상기 나사 연결부 (1) 는 상기 인장 디바이스 (11) 에 의해 상기 나사가공된 볼트 (2) 의 나사가공된 단부 (15) 상에서 축방향으로 당김으로써 연장되고, 그로 인해 가해진 조임력 (FA) 및 조임 압력 (PA) 중 하나 이상은 상기 문서화 모듈에 저장되며,
    3) 연장 후에, 상기 너트 (3) 는 핸드 토크 렌치 (10) 를 사용하여 회전되고, 그리하여 실제로 가해진 핸드 토크 (M) 는 상기 문서화 모듈에 저장되는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나사 연결부 (1) 의 식별 후에, 사용자에 의해 조임 프로세스가 개시되기 전에 상기 프로세스 제어 유닛에 의해 데이터 뱅크에 저장된 조임력 (FS) 및 조임 압력 (PS) 중 하나 이상이 사용자에게 제공되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세스 제어 유닛에 의해 상기 나사 연결부 (1) 를 식별한 후에, 데이터 뱅크에 저장된 조임력 (FS) 및 조임 압력 (PS) 중 하나 이상은 상기 프로세스 제어 유닛에 의해 자동으로 선택되고, 펌프가 자동으로 상기 압력에 이동되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세스 제어 유닛에 의해 상기 나사 연결부 (1) 를 식별한 후에, 데이터 뱅크에 저장된 조임력 (FS) 및 조임 압력 (PS) 중 하나 이상은 상기 프로세스 제어 유닛에 의해 자동적으로 선택되고, 상기 조임 프로세스는 선택된 값을 사용하여 자동으로 개시되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    실린더 하우징 (18),
    상기 실린더 하우징 (18) 에 장착되고 상기 나사가공된 볼트 (2) 와 대면하는 단부에 상기 나사가공된 볼트 (2) 에 나사결합될 수 있는 내부 나사산 (13) 이 제공된 교체가능한 부시 (12),
    상기 실린더 하우징 (18) 내에서 축방향으로 이동가능하고 유압으로 충전될 수 있으며 상기 교체가능한 부시 (12) 가 중심에서 안내되고 그리고 상기 교체가능한 부시 (12) 가 축방향으로 함입될 수 있는 적어도 하나의 피스톤 (25) 을 포함하는 인장 디바이스 (11) 가 사용되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별정보 (7) 는 센서, 또는 바코드 스캐너로 스캐닝되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    센서는 상기 인장 디바이스 (11), 상기 핸드 토크 렌치 (10) 또는 별도의 장치의 구성 일부인 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서는 프로세스 제어 유닛을 포함하는 컴퓨터 유닛의 구성 일부이고, 상기 센서는 카메라인 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 유닛은 모바일 컴퓨터, 또는 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰인 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세스 제어 유닛 뿐만 아니라 센서는 공통의 응용 프로그램으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    센서는 신호 처리에 의해 상기 프로세스 제어 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드 토크 렌치 (10) 및 상기 인장 디바이스 (11) 중 하나 이상에는 신호 처리에 의해 상기 프로세스 제어 유닛에 연결된 송신 및 수신 유닛이 제공되고, 상기 송신 및 수신 유닛에 의해 상기 프로세스 제어 유닛과의 데이터 교환이 실시되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드 토크 렌치 (10) 또는 상기 인장 디바이스 (11) 와 상기 프로세스 제어 유닛 사이의 신호 연결은 무선 또는 유선 링크에 의해 되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인장 디바이스 (11) 상에 배열되고 회전 각도 센서가 제공된 기어링 (17) 에 의해 상기 너트 (3) 를 회전시키는 것이 실시되고, 상기 회전 각도 센서에 의한 회전 중에 검출된 회전 각도가 마찬가지로 문서화 모듈에 저장되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회전 각도 센서는 신호 처리에 의해 상기 프로세스 제어 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 문서화 모듈은 메모리 및 데이터 뱅크 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조임 및 회전 프로세스가 종료되자마자 광 신호가 사용자에게 표시되는 것을 특징으로 하는, 과부하된 나사 연결부 (1) 의 문서화된 조임 방법.
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