KR102564607B1 - 나사 연결체를 위한 인장 디바이스, 나사 연결체를 조이기 위한 방법 및 나사산구비 너트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나사산구비 볼트 (3) 및 상기 나사산구비 볼트 (3) 의 자유 나사산구비 단부 부분으로의 견인에 의한 나사산구비 너트 (4) 로 구성된 나사 어셈블리를 연장시기키 위한 인장 디바이스에 관한 것이다. 실린더 하우징 (10) 내에는, 상기 실린더 하우징 (10) 내에서 길이방향으로 이동할 수 있고 또한 상기 실린더 하우징 (10) 의 내부 벽과 함께 유압 작동 공간 (18) 을 한정하는 피스톤 (15), 및 상기 피스톤 (15) 에 의해 피스톤 길이방향 (L) 으로 동반될 수 있도록 구성된 교체가능한 부시 (14) 가 위치한다. 상기 교체가능한 부시 (14) 는 상기 나사산구비 볼트 (3) 에의 나사결합을 위해 스레드 (16) 를 구비한다. 지지 튜브 (11) 는 상기 나사산구비 너트 (4) 를 둘러싸고 하부구조 (2) 상에 지지되도록 구성된다.
나사 연결체를 다시 조이는데 특히 적합하고 또한 다른 방위들에서의 기용, 심지어 오버헤드 나사-어셈블리 작업의 경우에 적합한 디바이스를 제공하기 위해, 상기 지지 튜브 (11) 는 로크 바아 (30) 를 구비하고, 상기 로크 바아는, 상기 피스톤 (15) 으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 상기 나사산구비 너트 (4) 의 블로킹 면 (8) 에서의 지탱을 위해, 상기 피스톤 (15) 을 향하는 로크-바아 면 (33) 을 구비하는 것이 제안된다.
각각 나사 연결체를 조이는 방법 및 그에 적합한 나사산구비 너트가 또한 제안된다.

Description

나사 연결체를 위한 인장 디바이스, 나사 연결체를 조이기 위한 방법 및 나사산구비 너트{TENSIONING DEVICE FOR A SCREW CONNECTION, METHOD FOR TIGHTENING A SCREW CONNECTION, AND THREADED NUT}

본원은 나사 연결체 (screw connection) 를 연장 (elongate) 시키는 인장 디바이스에 관한 것으로서, 이 나사 연결체는 나사산구비 볼트 및 이 나사산구비 볼트의 자유 나사산구비 단부 부분으로의 견인에 의해 고정 하부구조에 지지되는 나사산구비 너트로 구성된다.

본원은 또한 나사 연결체를 조이는 방법에 관한 것으로서, 이 나사 연결체는 나사산구비 볼트 및 나사산구비 너트로 구성되며, 인장 디바이스에 의해 나사산구비 볼트를 길이방향으로 연장시킨다.

마지막으로, 본원은 이러한 방법에 사용하기에 적합한 나사산구비 너트에 관한 것이다.

이러한 유형의 볼트-인장 디바이스 및 이러한 유형의 방법은 WO 2010/054959 A1 에 공지되어 있다. 나사 어셈블리의 나사산구비 볼트를 길이방향 볼트 방향으로 연장시키기 위해서, 스레드에 의해 나사산구비 볼트에 나사결합하도록 제공되는 교체가능한 부시는 인장 디바이스의 실린더 하우징에 배치된다. 교체가능한 부시에는 상기 방식으로 나사산구비 볼트를 연장시키도록 유압식 메카니즘에 의해 견인력이 가해질 수 있다. 교체가능한 부시를 나사산구비 볼트에 나사결합하기 위해서, 인장 디바이스는 위로부터 나사산구비 볼트의 상부에 배치되고 그리고 자체 축을 중심으로 회전되며, 이 때문에 교체가능한 부시는 나사산구비 볼트의 나사산구비 단부 부분에 나사결합된다. 자체 축을 중심으로 인장 디바이스를 회전시키는 동안의 이러한 나사결합은 시간 소모적이고 이러한 유형의 나사 인장 디바이스들의 중량면에서도 지지부진하다. 하지만, 볼트-인장 디바이스를 위로부터 나사 어셈블리의 상부에 배치하는 것은 실제로 이상적인 경우이다. 하지만, 조립자 (fitter) 는 나사 볼트들을 아래로부터 다시 조여야 하는 상황, 즉 오버헤드 상황에 종종 직면하게 된다. WO 2010/054959 A1 에 기재된 바와 같이 볼트-인장 디바이스의 핸들링은 상당한 문제와 연관되어 있는데, 그 이유는 상당한 중량의 볼트-인장 디바이스를 고려하여 상방 나사결합을 실시해야 하기 때문이다.

본원은, 나사 연결체를 다시 조이는데 특히 적합하고 그리고 다른 배향으로 그리고 오버헤드 나사-조립 작업의 경우에도 적합한 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 더욱이, 나사 연결체를 조이는 각각의 방법 및 이에 적합한 나사산구비 너트를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 인장 디바이스의 면에서, 지지 튜브는 로크 바아를 구비하고, 로크 바아는, 피스톤으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 나사산구비 너트의 블로킹 면에서의 지탱을 위해, 피스톤을 향하는 로크-바아 면을 구비하는 것이 제안된다. 단순한 유형의 로크 바아 구성을 달성하기 위해서, 이 로크 바아는 바람직하게는 지지 튜브에서 이동가능하게 안내되어, 상기 로크 바아는 길이방향 피스톤 방향에 대해 가로방향의 운동을 실시한다.

로크 바아에 의해, 실제 인장 프로세스의 준비 동안, 지지 튜브를 나사 연결체에 대하여 길이방향으로 로킹할 수 있다. 본원에서, 로크 바아는 연장될 나사 연결체의 나사산구비 너트에 걸어맞춤한다. 이를 위해, 로크 바아에는 피스톤 쪽으로 배향되는 로크-바아 면이 제공된다. 이러한 나사산구비 너트는, 인장 디바이스의 피스톤으로부터 멀리 대향하고 그리고 로크 바아가 걸어맞출 수 있는 블로킹 면이 이 나사산구비 너트에 제공된다는 점에서 특별한 유형의 구성이다. 그 결과, 로킹 위치에서의 나사산구비 너트는 로크 바아의 로크-바아 면에 의해 뒤로부터 걸어맞춰진다. 따라서, 인장 프로세스의 준비 동안 나사산구비 너트는 인장 디바이스의 중량을 지지한다.

로크 바아가 인장 디바이스의 지지 튜브에 배치되므로, 지지 튜브 및 그로 인해 간접적으로 또한 인장 디바이스는 나사산구비 너트에 결합될 수 있다. 이는 로크 바아와 나사산구비 너트 사이의 형태 끼워맞춤 (form-fit) 에 의해 실시된다. 인장 프로세스의 준비와 연관되는 모든 다른 작업들은 이후에 조작자가 제각기 인장 디바이스의 실질적인 데드 웨이트 (dead weight) 를 유지하거나 상승시킬 필요없이, 또는 심지어 전체 디바이스를 나사결합 운동 방식으로 회전시킬 필요없이 실시될 수 있다. 나사-인장 디바이스의 핸들링은, 무엇보다도 오버헤드 작업들의 경우에 또는 그 밖에 예를 들어 수평방향 나사-조립 축을 가진 작업들의 경우에 조작자에게 더 안전하고 또한 실질적으로 개선된다.

하나의 구성 실시형태에 의해서, 로크 바아를 안내하기 위한 가이드 면들이 한편으로는 로크 바아 그리고 다른 한편으로는 지지 튜브에 형성되고, 가이드 면들은 피스톤 길이방향 축선과 관련하여 접선방향으로 연장하는 것이 제안된다. 예를 들어, 제 1 접선방향 연장 가이드 면 쌍은 길이방향 피스톤 축의 일측에 배치될 수 있고, 제 2 접선방향 연장 가이드 면 쌍은 길이방향 피스톤 축의 타측에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 나사산구비 너트의 원주에 대하여 비교적 균일한 중량 분포가 얻어진다.

로크 바아는 바람직하게는 두 개의 상호 평행한 길이방향 부분들로부터의 슬라이드로서 구성되고, 길이방향 부분들의 각각에 가이드 면들 및 로크-바아 면들이 형성된다. 이러한 경우에, 로크-바아 면들은 로크 바아의 2 개의 길이방향 부분들의 상호 대향 내부 둘레들에 있다.

다른 구성 실시형태에 따라서, 바람직하게는 원의 세그먼트로서 형성된 릴리싱 부분, 및 로크-바아 부분이 각 길이방향 부분에서 서로에 대해 연속되도록 형성되고, 로크-바아 부분에는 로크-바아 면이 위치한다.

다른 구성 실시형태에 따라서, 2 개의 길이방향 부분들은 적어도 이들의 일단부에서 가로 웨브에 의해 고정되도록 상호연결된다. 가로 웨브는 로크 바아의 핸들링을 용이하게 하고; 더욱이, 상기 가로 웨브의 위치는 로크 바아가 이의 로킹 위치 또는 이의 릴리스 위치에 위치되는지에 대한 인디케이터로서 역할할 수 있다.

다른 구성 실시형태는, 한편으로는 지지 튜브에 지지되고 다른 한편으로는 로크 바아에 지지되고 또한 로크 바아를 로킹 방향으로 밀치는 스프링 요소를 특징으로 한다. 스프링 요소는 안전 면에서 기여하는데, 그 이유는 로킹은 확립되면 자동적으로 다시 언블로킹될 수 없기 때문이다. 오히려, 제각기 릴리싱 또는 언블로킹하기 위해서, 로크 바아는 스프링력에 대항하여 그리하여 의식적으로 언블로킹되어야 한다.

바람직하게는, 실린더 하우징과 관련한 지지 튜브는 개별 구성 부품이고 실린더 하우징으로부터 분리가능하고, 지지 튜브 및 실린더 하우징은 적어도 하나의 연결 요소에 의해 피스톤 길이방향으로 연결가능하다. 따라서, 이러한 유형의 구성의 경우에, 지지 튜브만이 나사산구비 너트에 초기에 로킹될 수 있다. 추가의 단계에서만, 교체가능한 부시가 실린더 하우징내로 후속하여 삽입되고 그리고 나사산구비 볼트의 자유 나사산구비 단부에 나사결합되기 전에, 이미 어느 정도 단단히 고정된 지지 튜브에 상당히 더 무거운 실린더 하우징을 체결하는 것이 실시된다. 이러한 나사결합 작용을 위해서, 조작자는, 각각, 단지, 비교적 최소 중량의 교체가능한 부시를 상승시킬 필요가 있거나, 교체가능한 부시를 길이방향 피스톤 축을 중심으로 하는 회전 운동으로 동시에 설정할 필요가 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 인장 디바이스에 의해 나사산구비 볼트 및 나사산구비 너트로 구성된 나사 연결체를 조이는 방법이 또한 제안된다. 본 방법의 단계들은,

a. 지지 튜브가 나사산구비 너트를 둘러싸도록, 나사산구비 너트가 조여지는 하부구조에 지지 튜브를 지탱시키는 단계,

b. 하부구조를 향하는 나사산구비 너트의 블로킹 면에 지지 튜브를 길이방향으로 로킹하는 단계,

c. 교체가능한 부시가 상기 나사산구비 볼트의 자유 단부에 접촉할 때까지 교체가능한 부시를 실린더 하우징 안으로 삽입하는 단계,

d. 교체가능한 부시를 나사산구비 볼트에 나사결합하는 단계,

e. 피스톤에 유압 압력을 형성 (building up) 시키는 단계, 및

f. 블로킹 면 외측에 배치된 나사산구비 너트의 걸어맞춤 구조에 공구를 걸어맞춤으로써 나사산구비 너트를 다시 조이는 단계이다.

전제 조건으로 이러한 방법은 조여질 나사 연결체의 구성 부품으로서, 충분히 지지하도록 설계된 나사산구비 너트를 필요로 한다. 따라서, 나사산구비 너트에 관하여, 나사산구비 너트가 다음을 구비하는 것이 제안된다:

- 스레드를 둘러싸는 접촉 영역,

- 외측으로부터 나사산구비 너트에 적용될 수 있는 공구를 위한 걸어맞춤 구조, 및

- 로크 바아에 의해 아래로부터 걸어맞춤가능하고, 걸어맞춤 구조들로부터 공간상 이격되도록 그리고 접촉 영역을 향하는 방향으로 향하도록 배치된 블로킹 면.

높은 페이로드 (payloads) 를 위해, 나사산구비 너트의 블로킹 면은 바람직하게는 나사산구비 너트의 접촉 영역과 평행하게 연장된다.

더욱이, 블로킹 면이 원형 내부 둘레 및 원형 외부 둘레를 갖는 환형 면의 디자인을 갖는 것이 유리하다. 더욱이, 블로킹 면이 나사산구비 너트의 원주를 가로질러 연장하는 나사산구비 너트의 반경방향 플랜지에 형성되는 것이 유리하다. 더욱이, 블로킹 면이 나사산구비 너트의 원주를 가로질러 연장하는 환형 그루브의 그루브 벽인 것이 유리하다. 더욱이, 환형 그루브의 다른 그루브 벽이 원뿔대의 형상을 갖는 것이 유리하다. 더욱이, 나사산구비 너트에 결합될 수 있는 로크 바아를 위한 걸어맞춤 구조가 반경방향 플랜지와 접촉 영역 사이에 배치되는 나사산구비 너트의 길이방향 부분에 위치되는 것이 유리하다.

더욱이, 걸어맞춤 구조는 나사산구비 너트의 원통형 길이방향 부분에 위치하고, 걸어맞춤 구조들은 이 원통형 길이방향 부분에서 블라인드 구멍들인 것이 유리하다. 이러한 디자인 실시형태는 충분한 부하 용량 (loading capability) 을 가지면서 비교적 콤팩트한 디자인의 나사산구비 너트를 가능하게 한다. 상기 나사산구비 너트는 6각 렌치를 위한 키 면들 (key faces) 이 둘레에 제공된 나사산구비 너트의 경우에서보다 더 콤팩트한 방식으로 특히 설계될 수 있다.

추가 상세 및 이점은 도면에 도시된 모범적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 도출된다.

도 1 은 나사산구비 볼트로부터 그리고 나사산구비 너트로부터 나사 연결체를 통한 길이방향 단면을 보여주며, 나사산구비 볼트 인장 디바이스의 로크 바아 및 교체가능한 부시가 개략적으로 추가되어 있다.
도 2 는 나사산구비 볼트에 정렬되도록 부착되고 나사 어셈블리의 나사산구비 너트 뒤에 걸어맞춤되어 임시 고정된, 나사산구비 볼트 인장 디바이스를 통한 길이방향 단면을 보여준다.
도 3 은 도 2 에 나타낸 단면 Ⅲ-Ⅲ 에 해당하는 횡단면을 보여준다.

도 1 은, 길이방향 단면도로서, 고 인장 하중을 상정한 나사 연결체를 보여준다. 상기 나사 연결체는, 나사결합될 부품을 통해 루트설정되며 (routed) 부분 길이에 걸쳐 부품 밖으로 루트설정되는 나사산구비 볼트 (3) 로부터 그리고 나사산구비 볼트의 루트아웃 (routed-out) 나사산구비 부분에 있는 나사산구비 너트 (4) 로부터 조립된다. 나사산구비 볼트 (3) 에서 작용하는 인장력을 통해, 나사산구비 너트 (4) 는, 상기 나사산구비 너트 (4) 의 내부 나사를 환형으로 둘러싸는 그의 접촉 영역 (4A) 을 거쳐, 부품에서 지지된다. 나사산구비 너트 (4) 를 지지하는 영역 내의 부품의 외부측을 이하에서 하부구조 (2) 라 칭한다.

나사산구비 볼트 (3) 의 길이는 나사산구비 단부 부분 (3A) 이 나사산구비 너트 (4) 의 외부측 (4B) 을 너머 자유롭게 단지 돌출하도록 선택된다. 이 자유로운 나사산구비 단부 부분 (3A) 의 길이는 적어도 나사산구비 볼트의 볼트 직경과 동일하여야 한다. 이러한 방식에서, 충분한 나사산구비 지지 길이가 교체가능한 부시 (14) 에의 연결을 위해 이용가능하다. 교체가능한 부시 (14) 는 이하에서 더 상세하게 설명하는 인장 디바이스의 구성 부품이고, 이로써 나사산구비 볼트 (3) 는 각각 길이 방향으로 연장 (elongate) 또는 신장 (stretch) 될 수도 있고, 따라서 나사산구비 너트 (4) 는 힘의 측면에서 큰 노력 없이 나중에 다시 조여질 수도 있다.

나사산구비 너트 (4) 는 그 외부 원주에서 유사하지 않은 기능들을 구비한 두개의 길이방향 부분들 (A1, A2) 을 갖는다.

접촉 영역 (4A) 에 보다 가깝고 원통형 구성을 갖는 그러한 길이방향 부분 (A1) 에서, 나사산구비 너트 (4) 는 외측으로부터 반경방향으로 적용될 수 있는 공구의 걸어맞춤을 위한 구조들 (5) 을 갖는다. 여기서 걸어맞춤 구조들 (5) 은 나사산구비 너트의 원주에 걸쳐 균일하게, 즉 동일한 각도 간격들로 분포되도록 배치된 블라인드 구멍들이고, 각각의 블라인드 구멍 내에는 나사산구비 너트를 회전시키기 위한 핀-형상의 공구가 반경방향으로 도입될 수 있다.

접촉 영역 (4A) 으로부터 보다 떨어진 길이방향 부분 (A2) 에서, 나사산구비 너트 (4) 는 둘러싸는 환형 그루브 (6) 를 갖는다. 접촉 영역 (4A) 에 보다 가까운 환형 그루브 (6) 의 그러한 그루브 벽 (9) 은 바람직하게 각각 원뿔 또는 원뿔대의 형상을 갖는다.

접촉 영역 (4A) 으로부터 보다 떨어진 환형 그루브 (6) 의 그러한 그루브 벽은 바람직하게 접촉 영역 (4A) 과 평행하도록 배치된다. 상기 그루브 벽은 환형 면의 구성을 갖고 다음에 보다 상세하게 설명될 인장 프로세스의 상황에서 인장 프로세스의 경우에 사용되는 인장 디바이스의 로크 바아 (30) 가 지지될 수 있는 블로킹 면 (8) 으로서 역할을 한다. 유사하지 않은 기능으로 인해, 블로킹 면 (8) 은 외측 나사산구비 너트 (4) 가 걸어맞춤 구조들 (5) 을 제공하는 그러한 길이방향 부분 (A1) 외측에 배치된다.

충분한 강도를 위해 환형 블로킹 면 (8) 이 반경방향 플랜지 (7) 에 위치된다. 반경방향 플랜지 (7) 는 나사산구비 너트 (4) 의 전체 원주에 걸쳐 원형 방식으로 연장된다. 바람직하게, 반경방향 플랜지 (7) 의 직경은 나사산구비 너트의 나머지 최대 직경보다 크지 않다. 환형 그루브 (6) 및 반경방향 플랜지 (7) 각각은 원형이기 때문에, 블로킹 면 (8) 은 플랫형 또는 선택적으로 원형의 내부 둘레 및 원형의 외부 둘레를 갖는 약간 원뿔형의 환형 면의 구성을 갖는다. 이는 유리하게 후방으로의 걸어맞춤을 위한 영역의 관점에서 최대의 이점을 제공한다; 또한, 따라서 블로킹 면 (8) 의 사이즈는 너트의 각각의 회전 위치에 독립적이다.

도 2 및 도 3 에서 재현되고, 유압 방식으로 작동될 수 있는 인장 디바이스는 조임을 위한, 특히 재조임을 위한, 그리고 선택적으로 또한 도 1 에 재현되는 나사 연결체를 릴리싱하기 위한 역할을 한다. 인장 디바이스에 의해, 사전 규정된 사전-인장력이 소정의 시간 동안 길이방향 볼트 방향으로 나사산구비 볼트 (3) 에 인가될 수 있고, 그로 인해 상기 나사산구비 볼트 (3) 는 다소 신장되어서, 나사산구비 볼트 (4) 에 나사결합된 나사 연결체의 나사산구비 너트 (4) 는 그동안 각각 조여지거나 다시 조여진다.

인장 디바이스에서 중심에 배치된 교체가능한 부시 (14) 는 내부 스레드의 구성 실시형태에서 그 일단부에 스레드 (16) 를 갖는다. 이러한 스레드 (16) 에 의해, 교체가능한 부시 (14) 는 인장 프로세스의 시작 전에, 나사산구비 너트 (4) 를 넘어 돌출되는 나사산구비 볼트 (3) 의 그러한 나사산구비 단부 부분 (3A) 에 나사결합된다. 차후에, 나사산구비 볼트 (3) 에 이러한 방식으로 나사결합되는 교체가능한 부시 (14) 는 유압적으로 견인력을 받고, 그로 인해 나사 어셈블리는 길이방향 방향 (L) 으로 연장된다. 그로 인해, 나사산구비 너트 (4) 의 접촉 영역 (4A) 은 자유롭게 이동되어 나사산구비 너트 (4) 는 거의 저항없이 회전될 수 있고 이러한 방식으로 그 고정된 하부 구조 (2) 에 대해 다시 조여질 수 있다.

유압 인장 메카니즘은 압력-기밀성 실린더 하우징 (10) 에 의해 둘러싸인다. 압력-기밀성 실린더 하우징은 모듈 방식으로 복수의 원통형 부분들로부터 조립될 수 있다. 지지 튜브 (11) 는 실린더 하우징 (10) 의 강성의 연속부로서 실린더 하우징에 부가된다. 여기서, 지지 튜브 (11) 는 실린더 하우징 (10) 과 별개인 구성 부품, 특히 실린더 하우징 (1) 으로부터 분리가능한 구성 부품이다.

지지 튜브 (11) 는 나사산구비 볼트 (3) 를 향해 개방되고, 나사산구비 너트 (4) 를 둘러싸고, 하부 구조 (2) 에 지지된다. 따라서, 인장 프로세스의 경우에 하부 구조 (2) 는 카운터 베어링을 형성한다. 도 1 에 재현된 적용예에서, 나사산구비 너트 (4) 및 지지 튜브 (11) 가 지지되는 하부 구조 (2) 는 기계 부품 또는 플랜트 부품의 하방으로 배향된 면이다. 따라서 인장 프로세스는 여기서 나사산구비 볼트 (3) 에의 하방으로 배향된 견인력에 의해 수행되고, 재조임을 위한 나사산구비 너트 (4) 는 그 접촉 영역 (4A) 에 의해 나사산구비 너트가 하부 구조 (2) 에 다시 기밀하게 지탱될 때까지 상방으로 나사결합된다.

지지 튜브 (11) 는 적어도 하나의 개구 (12) 를 갖는다. 개구 (12) 는 나사산구비 너트 (4) 가 이러한 개구를 통해 회전되고 따라서 다시 조여질 수 있도록 그러한 사이즈를 갖는다. 물론, 이러한 회전은 인장 디바이스가 작동하고 따라서 나사산구비 너트 (4) 가 실질적인 마찰에 의해 응력을 받지 않을 때에만 가능하다. 나사산구비 너트 (4) 를 회전시키는 것은 또한 지지 튜브 (11) 에 측방향으로 부착되고 개구 (12) 를 통해 작동하는 작은 기어박스에 의해 수행될 수 있다.

인장 디바이스의 유압 작동 공간 (18) 이 외부 유압 공급부에 밸브 제어 방식으로 연결되는 유압 커넥터는 실린더 하우징 (10) 에 측방향으로 위치된다.

실린더 하우징 (10) 은 유압 커넥터 및 가요성 압력-기밀성 유압 라인 (20) 이 유압식 압력으로 피스톤 (15) 에 영향을 주도록 외부 유압 공급부들에 연결되는 하나의 유압 실린더, 또는 다르게 대안적으로 복수의 유압 실린더들을 포함한다. 피스톤 (15) 은 각각의 유압 실린더에서 길이방향 방향으로 이동가능하고, 실린더 내부 벽을 향해 밀봉되도록 배치된다. 단지 하나의 실린더 스테이지 및 따라서 또한 단지 하나의 피스톤 (15) 이 여기서 설명된 예시적인 실시형태에 존재한다.

피스톤 (15) 은 실린더의 유압 작동 공간 (18) 에서의 유압력의 형성에 의해 하방으로 푸시된다. 이는 아래로부터 피스톤 (15) 에 영향을 주는 강한 스프링 (17) 의 힘에 반대로 수행된다. 스프링 (17) 은 피스톤-복원 스프링으로서 역할을 하고, 유압 작동 공간 (18) 이 최소화되는 도 2 에 재현된 바와 같은 그 디폴트 위치에서 피스톤 (15) 을 유지하는 목적을 갖는 힘으로 직접 피스톤 (15) 에 영향을 준다.

피스톤 (15) 은 환형 방식으로 교체가능한 부시 (14) 를 둘러싼다. 상기 피스톤 (15) 은, 그 내부 둘레에서, 하부 구조 (2) 로부터 멀리 마주보고 교체가능한 부시 (14) 가 반경방향 연장 부분 (25) 에 의해 지지되는 동반 면 (21) 을 형성하는 둘러싸는 단차부를 갖는다. 이러한 방식으로, 교체가능한 부시 (14) 는 피스톤 (15) 에 의해 축방향으로 동반할 수 있다.

교체가능한 부시 (14) 는 내부 스레드 (16) 를 둘러싸는 부분으로부터, 반경방향 연장 부분 (25) 으로부터 그리고 단부 피이스 (26) 로부터 조립된다. 교체가능한 부시 (14) 는 인장 디바이스의 길이방향 축선에서 중심에 위치되고, 그 볼트-측 단부에서 나사산구비 볼트 (3) 에의 나사결합을 위한 내부 스레드 (16) 를 갖는다.

단부 피이스 (26) 는 교체가능한 부시의 다른 단부, 즉 스레드 (16) 로부터 멀리 마주보는 교체가능한 부시의 그러한 단부에 위치된다. 단부 피이스 (26) 는 세장형이어서 실제 인장 프로세스를 위한 준비에서 나사산구비 볼트의 나사산구비 단부 부분 (3A) 에서 이러한 방식으로 교체가능한 부시 (14) 를 나사결합하도록 손에 의해 용이하게 파지될 수 있다. 이러한 나사결합이 기계화된 방식으로 완료되기 위해, 한편으로는 상업적으로 사용가능한 공구가 실린더 하우징 (1) 과 관련하여 교체가능한 부시 (14) 를 회전시키도록, 다른 한편으로 나사산구비 볼트 (3) 를 향해 길이방향 방향으로 교체가능한 부시 (14) 를 이동시키도록, 그리고 나사산구비 볼트에 상기 교체가능한 부시 (14) 를 나사결합시키도록 적용될 수 있는 키 면 (28) 은 단부 피이스 (26) 에 구성된다. 교체가능한 부시 (14) 는 피스톤 (15) 과 관련하여 자유롭게 회전 가능하도록 구성된다. 상기 교체가능한 부시 (14) 의 직경은 아주 작아서 교체가능한 부시가 처음에 스프링 (17) 을 제거해야 할 필요없이 실린더 하우징 (10) 내에 삽입될 수 있다.

나사산구비 너트 (4) 에는, 로크 바아 (30) 에 의해 뒤에서부터 걸어맞춤가능하고 또한 접촉 영역 (4A) 을 향하는 방향으로 향하는 블로킹 면 (8) 이 제공되어 있다. 블로킹 면 (8) 에서의 지탱을 위해, 로크 바아 (30) 에는 피스톤 (15) 을 향하는 로크-바아 면 (33) 이 제공되어 있다. 로크 바아 (30) 의 로크-바아 면 (33) 이 뒤에서부터 나사산구비 너트 (4) 상에 배열된 블로킹 면 (8) 과 걸어맞춤한다는 점에서, 도 2 에 따른 상황에서, 지지 튜브 (11) 에 다음으로 배치되는 로크 바아 (30) 는 나사산구비 너트 (4) 상에서 길이방향 (L) 으로 로킹된다. 그러므로, 지지 튜브 (11) 는 나사산구비 너트 (4) 상에서 "현수"된다.

도 2 에 따라, 편자 (horseshoe) 형상으로 디자인되는 로크 바아 (30) 는 지지 튜브 (11) 상에서 안내되어, 지지 튜브 (11) 의 길이 방향에 대해 횡방향으로 이동가능하다. 로크 바아 (30) 를 안내하기 위하여, 가이드 면들 (41) 은 지지 튜브 (11) 상에 배열되고, 또한 가이드 면들 (42) 은 로크 바아 (30) 상에 배열되고, 이러한 가이드-면 쌍들 (41, 42) 은 인장 디바이스의 길이방향 피스톤 축 (L) 에 관하여 접선으로 연장한다. 로크 바아 (30) 가 전반적인 편자 형상의 디자인을 가진다는 점에서, 길이방향 피스톤 축 (L) 에 접선으로 연장하는 제 1 가이드-면 쌍 (41, 42) 은 길이방향 피스톤 축 (L) 의 일 측에 위치되고, 제 2 가이드-면 쌍 (41, 42) 은 길이방향 피스톤 축 (L) 의 타 측에 위치된다.

로크 바아 (30) 는, 가이드 면들 (42) 과 로크-바아 면들 (33) 이 또한 배열되는 두 개의 상호 평행하게 배치된 길이방향 부분들 (35A, 35B) 로부터 그리고 길이방향 부분들 (35A, 35B) 을 견고하게 상호 연결하는 가로 웨브 (36) 로부터 편자 형상의 슬라이드의 전반적인 디자인을 가진다. 로크 바아 (30) 의 블로킹 및 릴리싱은 로크 바아 (30) 가 지지 튜브 (11) 에 대해 횡방향으로 이동된다는 점에서 실시되고, 로크 바아 (30) 에 배열된 가이드 면들 (42) 은 지지 튜브 (11) 에 배열되는 가이드 면들 (41) 에 의해 직선 (rectilinear) 방식으로 안내된다.

한편으로는, 블로킹 위치를 구현하기 위하여, 다른 한편으로는, 릴리스 위치를 구현하기 위하여, 원의 세그먼트로서 형성된 릴리싱 부분 (44) 과 실제 로크-바아 면 (33) 이 위치되는 로크-바아 부분이 로크 바아 (30) 의 각 길이방향 부분 (35A, 35B) 에서 서로에 대해 연속되도록 형성된다.

도 3 에서는, 피스톤 길이 방향 (L) 으로의 지지 튜브 (11) 가 나사산구비 너트 (4) 에 형태-끼움장착 방식으로 로킹되도록, 로크-바아 부분과, 따라서 로크 바아의 블로킹 위치에서의 로크-바아 면 (33) 이 너트의 반경방향 플랜지 (7) 에 형성되는 블로킹 면 (8) 에서 지탱하게 되는 방법이 재현된다. 이러한 길이방향 로킹에 유극이 거의 없도록, 블로킹 면 (8) 과 접촉 영역 (4A) 사이의 나사산구비 너트 (4) 에서 길이 방향 (L) 으로 측정된 간격 (A) 은 하부 구조 (2) 에서 지탱되는 지지 튜브 (11) 의 그러한 단부 면으로부터의 로크-바아 면 (33) 의 간격과 거의 같아야 한다.

대조적으로, 로크 바아가 도 3 에서 재현된 로킹 위치로부터 바로 그의 언블로킹 위치를 향해 이동될 경우, 너트의 반경방향 플랜지 (7) 는 원의 세그먼트로서 디자인된 두 개의 릴리싱 부분들 (44) 사이에 놓이게 되고, 그 결과 나사산구비 너트 (4) 의 후방 걸어맞춤이 무효된다. 로크 바아의 이러한 언블로킹은 로킹 방향으로 로크 바아 (30) 에 영향을 미치는 스프링 요소 (48) 의 반작용 힘에 대해 오직 반대로만 가능하고, 또한 한편으로는 지지 튜브 (11) 에서, 다른 한편으로는, 로크 바아 (30) 에서 지지된다. 도 3 에 따라, 스프링 요소 (48) 는 가로 웨브 (36) 의 구역에 배치된다.

인장 디바이스의 실린더 하우징 (10) 은 복수의 연결 요소들 (50) 에 의해 지지 튜브 (11) 에 연결가능하다. 전술한 예시적인 실시형태의 경우에, 인장 디바이스의 둘레를 가로질러 배치되는 세 개의 볼트들 (50) 이 연결 요소들의 역할을 한다.

도 2 에 따라, 각 볼트 (50) 는 지지 튜브 (11) 에서 보어에서 안내되고, 또한 실린더 하우징 (10) 에서 블라인드 구멍에서 스프링-부하 방식으로 래칭가능하다. 반대로, 볼트들 (50) 이 실린더 하우징 (10) 에서 안내될 수 있고, 또한 볼트들이 지지 튜브 (11) 에서 각각의 블라인드 구멍들에서 래칭될 수 있어서, 실린더 하우징 (10) 과 지지 튜브 (11) 사이의 견고한 연결을 얻을 수 있다.

나사 어셈블리의 나사산구비 너트 (4) 가 하부 구조 (2), 예를 들어 기계 부품 또는 기계 프레임에서 아래로부터 지지되는 인장 프로세스에 대한 절차는 다음과 같다:

우선, 실린더 하우징 (10) 으로부터 이격되어 있는 지지 튜브 (11) 만이 아래로부터 나사산구비 너트 (4) 위에 배치된다. 여기에서, 로크 바아 (30) 는 스프링 요소 (48) 의 힘에 대해 반대로 후퇴되고, 즉 로크 바아 (30) 의, 원의 세그먼트들 형상의 릴리싱 부분들 (44) 은 나사산구비 너트의 둘레를 릴리싱한다.

지지 튜브 (11) 가 하부 구조 (2) 에 지탱되자마자, 로크 바아 (30) 는 각각 릴리싱되거나 느슨해지게 된다. 로크-바아 면들 (33) 이 형성된 로크 바아 부분들이 너트 상에 형성된 블로킹 면 (8) 뒤에 놓이게 된다는 점에서, 스프링 요소 (48) 의 힘 아래에서의 로크 바아 (30) 는 상기 로크 바아 (30) 의 로킹 위치로 자동적으로 슬라이딩한다. 이로 인해, 지지 튜브 (11) 는 나사산구비 너트 (4) 에 대해 길이방향으로 로킹되고, 즉 길이 방향 (L) 으로 고정된다. 무엇보다도 너트의 반경방향 플랜지 (7) 의 재료 두께에 의한 길이방향 로킹은 인장 실린더의 데드 웨이트 (dead weight) 로 인해 인장 부하를 신뢰가능하게 견뎌내도록 상정가능하다.

이후에, 추가의 단계에서, 실린더 하우징 (10) 은 지지 너트 (11) 에 체결되고; 이는 볼트들 (50) 에 의한 전술한 볼트 연결부들에 의해 실시될 수도 있다.

이 시점까지, 교체가능한 부시 (14) 가 실린더 하우징 (10) 내에 아직 삽입되지 않는다. 오히려, 교체가능한 부시 (14) 는 추가의 단계에서만 나사결합된다. 이를 위해, 교체가능한 부시 (14) 는 교체가능한 부시 (14) 와 나사산구비 볼트 (3) 의 자유 단부 사이의 접촉이 확립될 때 까지, 초기에 아래에서부터 실린더 하우징 (10) 내로 삽입된다. 이후에, 교체가능한 부시 (14) 는, 손에 의해 또는 키 면 (28) 에 적용되는 공구에 의해 나사산구비 볼트 (3) 의 나사산구비 단부 부분 (3A) 에 나사결합된다. 이러한 나사결합의 경우에, 실린더 하우징 (10) 은 그 자체가 지지 튜브 (11) 에 의해 나사산구비 너트 (4) 에 고정되어, 더 이상 상승되거나 회전되지 않기 때문에, 작업자는 단지 교체가능한 부시 (14) 의 마이너 데드 웨이트를 나르기만 하면 된다.

혹시라도 교체가능한 부시 (14) 가 나사산구비 볼트 (3) 의 나사산구비 단부 부분 (3A) 에 완전히 나사결합되었다면, 유압식 인장 프로세스가 후속하여 시작될 수도 있다. 혹시라도 피스톤에 대한 유압 압력이 형성되었다면, 각각 연장되거나 신장되는 나사산구비 볼트 (3) 의 인장력이 실린더 하우징 (10) 으로부터 카운터베어링의 역할을 하는 하부 구조 (2) 로 상응하게 큰 치수의 지지 튜브 (11) 에 의해 배타적으로 방출되므로, 블로킹 면들 (8) 과 로크-바아 면들 (33) 이 스트레스를 받지 않는다.

마침내, 로크 바아 (30) 가 손에 의해 그리고 스프링 (48) 의 힘에 반대로 언블로킹되고, 그럼으로써 나사 어셈블리로부터 인장 디바이스가 제거된다.

2: 하부구조
3: 나사산구비 볼트
3A: 나사산구비 단부 부분
4: 나사산구비 너트
4A: 너트의 접촉 영역
4B: 너트의 외부측
5: 걸어맞춤 구조
6: 환형 그루브
7: 반경방향 플랜지
8: 블로킹 면
9: 그루브 벽
10: 실린더 하우징
11: 지지 튜브
12: 개구
14: 교체가능한 부시
15: 피스톤
16: 스레드
17: 스프링
18: 유압 작동 공간
20: 유압 라인
21: 동반 면
25: 반경방향 연장 부분
26: 단부 피이스
28: 키 면
30: 로크 바아
33: 로크-바아 면
35A: 길이방향 부분
35B: 길이방향 부분
36: 가로 웨브
41: 가이드 면
42: 가이드 면
44: 릴리싱 부분
48: 스프링 요소
50: 연결 요소, 볼트
A: 간격
A1: 길이방향 부분
A2: 길이방향 부분
L: 길이방향

Claims (19)

1. 나사산구비 볼트 (3) 및 상기 나사산구비 볼트 (3) 의 자유 나사산구비 단부 부분으로의 견인에 의해 고정 하부구조 (2) 상에 지지되는 나사산구비 너트 (4) 로 구성된 나사 어셈블리를 연장 (elongating) 시기키 위한 인장 디바이스로서,
   상기 인장 디바이스는
   적어도 하나의 피스톤 (15) 을 갖는 실린더 하우징 (10) 으로서, 상기 피스톤은 상기 실린더 하우징 (10) 내에서 상기 나사산구비 볼트의 길이방향으로 이동할 수 있고 또한 상기 실린더 하우징 (10) 의 내부 벽과 함께 유압 작동 공간 (18) 을 한정하는, 상기 실린더 하우징 (10),
   상기 적어도 하나의 피스톤 (15) 에 작동가능하게 연결되고 상기 피스톤 (15) 에 의해 피스톤 길이방향 (L) 으로 동반 (entrain) 될 수 있도록 구성되고 상기 나사산구비 볼트 (3) 에의 나사결합을 위해 스레드 (16) 를 구비하는 교체가능한 부시 (14), 및
   상기 실린더 하우징 (10) 에 동축으로 직접적으로 지지되고 상기 실린더 하우징 (10) 의 연장부에 배치되고 상기 나사산구비 너트 (4) 를 둘러싸고 상기 하부구조 (2) 상에 지지되도록 구성되는 지지 튜브 (11) 를 포함하고,
   상기 지지 튜브 (11) 는 로크 바아 (30) 를 구비하고, 상기 로크 바아는, 상기 피스톤 (15) 으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 상기 나사산구비 너트 (4) 의 블로킹 면 (8) 에서의 지탱을 위해, 상기 피스톤 (15) 을 향하는 로크-바아 면 (33) 을 구비하는, 인장 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 로크 바아 (30) 는 상기 피스톤 길이방향 (L) 에 대해 횡방향으로 이동할 수 있도록 상기 지지 튜브 (11) 상에서 안내되는 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 로크 바아 (30) 를 안내하기 위한 가이드 면들 (42, 41) 이 상기 로크 바아 (30) 및 상기 지지 튜브 (11) 상에 형성되고, 상기 가이드 면들 (42, 41) 은 피스톤 길이방향 축선 (L) 과 관련하여 접선방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 로크 바아 (30) 는 두 개의 상호 평행한 길이방향 부분들 (35A, 35B) 로부터의 슬라이드로서 구성되고, 상기 길이방향 부분들 (35A, 35B) 의 각각에 가이드 면들 (42) 및 로크-바아 면들 (33) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
5. 제 4 항에 있어서,
   원의 세그먼트로서 형성된 릴리싱 부분 (44), 및 상기 로크-바아 면 (33) 이 위치하는 로크-바아 부분이 각 길이방향 부분 (35A, 35B) 에서 서로에 대해 연속되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
6. 제 4 항에 있어서,
   두 개의 길이방향 부분들 (35A, 35B) 은 적어도 그 일 단부에서 가로 웨브 (36) 에 의해 상호연결되는 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   한편으로는 상기 지지 튜브 (11) 에 지지되고 다른 한편으로는 상기 로크 바아 (30) 에 지지되고 또한 상기 로크 바아 (30) 를 로킹 방향으로 밀치는 스프링 요소 (48) 를 특징으로 하는 인장 디바이스.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 실린더 하우징 (10) 과 관련한 상기 지지 튜브 (11) 는 개별 구성 부품이고 상기 실린더 하우징으로부터 분리가능하고, 상기 지지 튜브 (11) 및 상기 실린더 하우징 (10) 은 적어도 하나의 연결 요소 (50) 에 의해 피스톤 길이방향 (L) 으로 연결가능한 것을 특징으로 하는 인장 디바이스.
9. 제 8 항에 있어서,
   연결 요소들로서 여러 원주 부분들에 배치되는 복수의 볼트들 (50) 을 특징으로 하는 인장 디바이스.
10. 인장 디바이스에 의해 나사산구비 볼트 (3) 및 나사산구비 너트 (4) 로 구성된 나사 연결체를 조이는 방법으로서,
    상기 인장 디바이스는 상기 나사산구비 볼트 (3) 를 길이방향으로 연장시키고, 또한 상기 인장 디바이스는
    - 실린더 하우징 (10) 으로서, 유압 압력에 의해 상기 실린더 하우징내에서 이동할 수 있는 피스톤 (15) 을 구비하는, 상기 실린더 하우징 (10),
    - 상기 피스톤 (15) 에 의해 동반될 수 있고 상기 나사산구비 볼트 (3) 에 나사결합될 수 있는 교체가능한 부시 (14), 및
    - 상기 실린더 하우징 (10) 의 연장부에 배치되는 지지 튜브 (11) 를 포함하고,
    상기 방법은
    a. 상기 지지 튜브 (11) 가 상기 나사산구비 너트 (4) 를 둘러싸도록, 상기 나사산구비 너트 (4) 가 조여지는 하부구조 (2) 에 상기 지지 튜브 (11) 를 지탱시키는 단계,
    b. 상기 하부구조 (2) 를 향하는 상기 나사산구비 너트 (4) 의 블로킹 면 (8) 에 상기 지지 튜브 (11) 를 길이방향으로 로킹하는 단계,
    c. 상기 교체가능한 부시 (14) 가 상기 나사산구비 볼트 (3) 의 자유 단부에 접촉할 때까지 상기 교체가능한 부시 (14) 를 상기 실린더 하우징 (10) 안으로 삽입하는 단계,
    d. 상기 교체가능한 부시 (14) 를 상기 나사산구비 볼트 (3) 에 나사결합하는 단계,
    e. 상기 피스톤 (15) 에 유압 압력을 형성 (building up) 시키는 단계, 및
    f. 상기 블로킹 면 (8) 외측에 배치된 상기 나사산구비 너트 (4) 의 걸어맞춤 구조 (5) 에 공구를 걸어맞춤으로써 상기 나사산구비 너트 (4) 를 다시 조이는 단계를 포함하는, 나사 연결체를 조이는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지 튜브 (11) 를 길이방향으로 로킹하는 것은, 상기 지지 튜브 (11) 에서 안내되는 로크 바아 (30) 를 릴리스 위치로부터 상기 로크 바아 (30) 의 로크-바아 면 (33) 이 상기 나사산구비 너트 (4) 의 상기 블로킹 면 (8) 에서 지탱하게 되는 로킹 위치까지 전달함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 나사 연결체를 조이는 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    로크 바아 (30) 를 스프링 요소 (48) 의 힘에 반대로 언블로킹하는 추가의 방법 단계를 특징으로 하는 나사 연결체를 조이는 방법.
13. 제 10 항에 따른 방법에서 사용하기 위한 나사산구비 너트 (4) 로서,
    상기 나사산구비 너트 (4) 는 스레드를 둘러싸는 접촉 영역 (4A), 외측으로부터 상기 나사산구비 너트 (4) 에 적용될 수 있는 공구를 위한 걸어맞춤 구조 (5), 및 로크 바아에 의해 아래로부터 걸어맞춤가능하고 상기 접촉 영역 (4A) 을 향하는 방향으로 배치된 블로킹 면 (8) 을 포함하는, 나사산구비 너트.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 블로킹 면 (8) 은 원형 내부 둘레 및 원형 외부 둘레를 갖는 환형 면의 디자인을 갖는 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 블로킹 면 (8) 은 상기 나사산구비 너트의 원주에 걸쳐 연장하는 반경방향 플랜지 (7) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 블로킹 면 (8) 은 상기 나사산구비 너트의 원주에 걸쳐 연장하는 환형 그루브 (6) 의 그루브 벽인 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 환형 그루브 (6) 의 다른 그루브 벽 (9) 이 원뿔대의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.
18. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 걸어맞춤 구조 (5) 는 상기 나사산구비 너트의 원통형 길이방향 부분에 위치하고, 걸어맞춤 구조들 (5) 은 블라인드 구멍들인 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.
19. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 걸어맞춤 구조 (5) 는 상기 블로킹 면 (8) 과 상기 접촉 영역 (4A) 사이에 배치되는 길이방향 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 나사산구비 너트.

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