KR19980041686A

KR19980041686A - 하이드로릭 (hydraulic) 인장 장치

Info

Publication number: KR19980041686A
Application number: KR1019970009255A
Authority: KR
Inventors: 그레이엄에이.심스; 데이비드바커
Original assignee: 그레이엄 에이. 심스; 하이드라-타이트리미티드
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-08-17
Also published as: EP0797012A2; EP0797012A3; JPH1037930A

Abstract

결합 너트로부터 돌출되는 인장될 볼트와 나사산 연동관계를 가지는 내부 나사산 칼라(collar)와, 상기 볼트의 돌출 단 영역에 형성된 내부 나사산 보어에 나사산 연동상태를 가지는 외부 나사산 생크(shank)를 구비하는 하이드로릭 인장 장치에 있어서, 상기 칼라와 생크는 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 한 구성 요소에 의해 이동가능하며 상기 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 다른 구성 요소는 상기 너트의 위치에 마주보는 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.

Description

하이드로릭(hydraulic) 인장 장치

본 발명은 나사산의 볼트나 스터드의 인장용 하이드로릭(hydraulic) 장치에 관한 것이다.

하이드로릭 인장력을 고려할 때, 볼트와 스터드사이에는 특별히 중요하게 여길 만한 차이점이 없다. 따라서, 본 발명의 실시예를 통해서는, 편의상, 볼트가 적용되었음을 참고하기를 바란다.

하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부에 있어서 한 구성 요소가 볼트를 고정시켜 그것의 결합 너트(nut)로부터 돌출되며 다른 구성 요소가 그 너트가 위치한 반대 표면상에 제공되어서 볼트 인장을 실행한다는 것은 일반화되어 있다. 하이드로릭 압력은 피스톤 및 실린더 배열부에 인가되어 소정의 인장력을 신장되는 볼트에 전달하게 된다. 여기서, 그 너트는 그 볼트를 따라 고정되어 상기 표면상에 위치되어 하이드로릭 압력이 해제될 때 볼트 내의 인장력을 유지하도록 하게 한다.

이러한 공지의 배열 방식은 매우 효율적이나, 너트로부터 소정 길이만큼 돌출된 볼트가 제공되어 상기 인장 장치에 안전하게 고정되어야 한다. 이 경우, 만약 볼트의 돌출 길이가 원하는 최소 정도가 되지 못한다면, 볼트를 죄어야 할 때, 볼트의 나사산이 느슨해지는 위험이 발생될 수가 있다.

예를 들어, 유럽 특허 출원 제 EP-0080743에 개시되었듯이, 너트로부터 돌출이 전혀 형성되지 않은 볼트가 상기 볼트의 외부 단에 상응하게 형성된 나사산의 경사진 보어에 삽입된 외부 나사산의 경사진 어댑터를 이용하여 상기 볼트에 인장 로드를 인가하도록 되어 있다. 그러한 배치는 그 너트내의 볼트의 보어에 형성된 영역에 응력이 집중된다는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 비교적 아주 작은 정도의 돌출 크기를 가진 볼트를 배열하여 그 볼트 상에 응력을 고르게 분산할 수 있는 하이드로릭 볼트 인장 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인장 장치에 있어서, 결합 너트로부터 돌출되는 인장될 볼트와 나사산 연동상태를 가지는 내부 나사산 칼라(collar)와, 상기 볼트의 돌출 단 영역에 형성된 내부 나사산 보어에 나사산 연동상태를 가지는 외부 나사산 생크(shank)를 구비하며, 상기 칼라와 생크는 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 한 구성 요소에 의해 이동가능하며 상기 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 다른 구성 요소는 상기 너트의 위치에 마주보는 표면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 생크는 상기 칼라에 구조적으로 연결되며 상기 칼라는 상기 구성 요소에 의해 이동 가능하여서 상기 생크가 상기 칼라에 의해 상기 구성 요소에 의해 이동 가능하게 된다.

바람직하게, 상기 생크는 외부 나사산 어댑터를 상기 볼트의 말단부에 고정하며 상기 칼라는 상기 어댑터와 상기 볼트 모두에 나사산 연동관계를 가지게 된다.

대안적으로, 상기 생크는 상기 볼트와 외부 나사산 어댑터를 상호 연결시키며 상기 칼라는 상기 구성 요소에 의해 이동가능하여 상기 칼라와 상기 생크를 이동시키는 상기 어댑터와 나사산 연동관계에 있게 된다.

바람직하게, 상기 어댑터는 상기 칼라로부터 돌출되어 상기 구성 요소와 구조적인 연결이 이루어진다.

바람직하게, 상기 생크는 상기 어댑터의 보어에 나사산 연동관계에 있다.

대안적으로, 상기 칼라는 상기 구성 요소와 결합 또는 일체화되는 일체형의, 방사상으로 외부로 돌출된 주변 플랜지를 가진다.

바람직하게, 상기 칼라는 인장 중에 보여지는 신장 특징을 조절하도록 형성되어서 볼트의 외부 및 내부 나사산사이의 로드 분배를 제어할 수 있도록 한다.

바람직하게, 상기 칼라는 상기 구성 요소가 사용 시의 동작에 대응하여 상기 칼라의 방사상으로 외부로 돌출된 주변 플랜지를 통해 상기 구성 요소에 의해 이동이 될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 볼트의 외부 및 내부 나사산을 동시에 통해 상기 볼트에 신장 로드를 인가하는 단계를 포함하는 볼트 인장 방법을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하이드로릭 볼트 인장 장치의 횡단면도.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이드로릭 볼트 인장 장치의 일부를 도시한 부분 횡단면도.

도 3은 도 2의 부분 변경을 보여주는 횡단면도.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하이드로릭 볼트 인장 장치로써 도 1과 유사한 횡단면도.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하이드로릭 볼트 인장 장치로써 도 1과 유사한 횡단면도.

도 6은 도 5에 도시된 장치의 일부의 개략적인 대표 분해도.

도 7, 8 및 9는 도 5 및 6에 도시된 구성 요소가 인장될 볼트에 조립되는 방법을 보여주는 횡단면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 참조번호 11은 볼트(13)와 너트(14)에 의해 제 2, 병렬 플랜지(12)(미도시)에 결합되는 플랜지(12)의 표면부를 가리킨다. 볼트의 헤드(또는 볼트가 스터드나 지지봉으로 대체될 경우 다른 너트)는 제 2 플랜지의 외부 표면부에 마주 보며 상기 볼트는 상기 표면부(11)로부터 돌출되어 상기 표면부(11)와 마주보도록 아래로 고정되는 너트(14)를 제공한다. 도 1에 도시했듯이, 짧은 길이의 볼트(13)가 너트(14)를 넘어서 돌출되어 축방향으로 확장된, 상기 볼트의 자유단에 개방된 보어(15)를 형성한다. 상기 볼트(13)내의 보어의 내부 나사산의 폐쇄단(15a)은 원뿔형이다.

상기 볼트(13)와 동일한 직경과 외부 나사산을 가진 원통형의, 강철 나사산 신장기(16)는 상기 볼트(13)와 동축방향으로 위치되며 그것의 축 단부중의 한 단부가 상기 볼트(13)의 자유단에 인접한다. 상기 신장기(16)는 상기 보어(15)내의 나사산의 최대 직경 크기와 동일하거나 부분적으로 큰 직경을 가진 축 방향의 보어를 가진다. 숏 볼트(17)는 상기 신장기(16)의 중앙 보어를 통해 확장되어 상기 볼트(13)의 보어(15)와 나사산 연동 관계를 가진다. 상기 신장기(16)의 말단면과 맞물리는 상기 볼트(17)의 헤드는 상기 볼트(13)로부터 떨어져서 상기 신장기를 상기 볼트(13)에 고정시킨다. 상기 볼트(17)가 상기 볼트(13)에 대해 상기 신장기(16)를 결합하기 위해 죄여지기 전에, 상기 신장기(16)는 그 볼트(13)에 대해 회전하여서 상기 신장기(16)의 외부 상의 나사산이 상기 볼트(13)의 외부 상의 나사산과 연결되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

하이드로릭 볼트 인장력은 이미 공지되어 있고, 상기 볼트를 죄이기 위해 표면부(11)에 대해 상기 볼트(13)를 신장하는 데에 의존한다. 이 후에, 상기 너트(14)가 상기 표면부(11)와 맞물리기 위해 죄여진 볼트를 따라 고정되며, 상기 볼트(13)와 너트(14)를 소정 로딩을 가지고 상기 제1 및 제 2 플랜지를 결합하도록 하여서 상기 볼트의 신장력이 해제될 수 있다.

하이드로릭 인장 장치는 상기 볼트(13)와 너트(14)를 중심으로 동축방향으로 위치하며 상기 표면부(11)와 이웃하는 한 축 단부를 가진 일반적으로 원통형의, 중공 반작용 부재(18)를 포함한다. 상기 너트(14)에 근접한 상기 반작용 부재(18)의 벽에는 상기 너트 상에 고정되는 구동 링(21)에 액세스를 제공하는 80°의 윈도우(window)(19)가 제공된다. 상기 구동 링(21)은 상기 너트(14)와 구동 연동관계에 있으며 상기 윈도우(19)를 통해 들어온 토미 바(tommy bar)나 툴에 의해 연동을 위한 자신의 외부 표면에 다수 개의 개구부(22)를 구비하여 상기 볼트(13)에 대해 상기 너트(14)를 회전하여 상기 볼트(13)가 인장 상태에 있는 동안에 상기 너트(14)를 상기 표면부(11)에 다시 맞물리도록 한다.

상기 반작용 부재(18)에 의해 지지되며 상기 볼트(13)의 축과 같은 공간에 신장되는 축을 가진 환형 링(23)은 상기 플랜지(12)로부터 떨어진 상기 부재(18)의 축단부와 연동된다. 직사각형 횡단면의 원주방향의 신장 채널(24)은 상기 링(23)에 형성되며 그 플랜지(12)로부터 떨어진 상기 링(23)의 표면에서 열려 있다. 상기 채널(24)은 환형 피스톤(25)을 미끄러지듯이 받아들이는 원통을 제어하며, 그 피스톤(25) 아래에서 상기 링(23)의 본체의 통로들을 통해서 외부 유니언(26)과 연결되어 있어서, 하이드로릭 액체가 실린더에 인가되어 피스톤(25)을 이동시킬 수 있게 된다. 본 발명에서는 비록 중요하게 간주하지는 않았지만, 적절한 슬라이딩 밀봉이 상기 채널(24)과 피스톤(25)의 인터페이스부에 제공될 것이다.

내부 나사산 칼라(27)는 결합된 볼트(13)와 나사산 신장기(16)상에 고정되어서 신장기(16)의 나사산 전체와 상기 너트(14)로부터 돌출된 볼트(13)의 나사산 길이 전체와 맞물리게 된다. 상기 칼라(27)의 한 단부에는 상기 링(23)의 위에 위치한 일체형 방사상의 외부 신장 플랜지(28)가 형성되며, 이 플랜지(28)의 하부표면은 상기 환형 피스톤(25)의 외부표면과 이웃하게 된다.

상기 유니언(26)을 통해 압력하에 하이드로릭 액체를 상기 채널(24)로의 인가로 인해 상기 채널(24)로부터 그 피스톤(25)을 상기 볼트(13)의 축에 평행하는 방향으로 위치하게 하여서 상기 플랜지(28)를 통해 칼라(27)로 축 로딩을 인가하게 됨을 알 수 있게 될 것이다. 상기 볼트(13)에 인장력을 제공하는 이 로딩은 상기 볼트(13)에 연결된 칼라(27)의 나사산을 통해 볼트의 외부로 인가되며, 또한, 상기 칼라(27)의 신장력으로 인해, 상기 칼라(27)와 신장기(16)사이에 접속된 나사산과, 상기 볼트(17)와, 상기 볼트(13)의 상기 보어(15)에 상호 접속된 나사산을 통해 볼트의 내부에 동시에 인가된다.

상기 유니언(26)을 경유한 하이드로릭 압력의 인가는 상기 제 1 및 제 2 플랜지에 대해 볼트(13)를 신장하여 상기 너트(14)를 들어 그 표면부(11)로부터 떨어지도록 한다. 소정의 인장력이 볼트에 인가되었을 때(상기 유니언(26)을 통해 인가되는 하이드로릭 압력을 모니터함으로써 결정될 수 있음), 상기 링(21)은 상기 윈도우(19)에 의해 조절되어 상기 너트(14)를 그 표면부(11)에 가볍게 접촉되도록 고정하게 한다. 이후, 하이드로릭 압력이 해체되어 볼트(13)가 죄여지게 되며 상기 제 1 및 제 2 플랜지가 적절한 소정 로딩에 의해 서로 결합 상태에 있게 된다. 그런 다음, 물론 상기 구성 요소(16, 17, 18, 21, 23, 25 및 27)는 제거되며, 만약 다른 볼트를 죄이기 위해 필요하다면, 동일한 쌍의 플랜지 상에서 사용 가능하다.

상기 볼트(13)의 소정 직경과 바람직한 인장력 형성을 위해, 볼트로부터 나사산이 느슨하게 될 위험이 없이 안전하게 인가될 적절한 인장력을 제공하는 인장 장치와 연동되는 최소 길이의 볼트가 제공된다. 동시에 외부 나사산을 경유하여 로딩을 인가하면서, 내부 나사산을 통해 상기 볼트(13)에 인가될 수 있는 로딩을 통해, 나사산 신장기(16)와 볼트(17)는 충분하지 않은 양만큼 돌출된 볼트에게 인장력을 제공하여 종래의 장력을 가져오게 한다. 일반적으로, 종래의 장력 형성을 위해 상기 볼트(13)의 외부 나사산의 축 길이는 그 볼트의 직경보다 작으면 안된다. 상기 신장기(16)와 볼트(17)는 상기 볼트의 돌출 길이가 볼트 직경보다 작아야 장력을 제공할 수 있다.

상기 볼트(13)의 크기와 재료에 대한 소정 지식이 있다면, 상기 볼트에 인가되어야만 하는 로드를 계산하여 상기 볼트에 소정의 신장력과 소정의 장력을 얻을 수 있게 된다. 마찬가지로, 상기 볼트(13)의 외부 나사산의 성질에 대한 소정 지식이 있다면, 상기 칼라(27)와 연동되어야만 하는 상기 볼트(13)의 길이를 계산하여 원하는 장력을 얻기 위해 필요한 로드를 가질 수 있게 된다. 상기한 바와 같이, 일반적으로 이 길이는 적어도 볼트 직경과 동일할 것이다. 외부 나사산외에 그 볼트의 내부 나사산 보어(15)는 그 볼트 내에 원하는 장력을 얻기 위해 필요한 로드가 상기 내부 나사산에 의해 받아들여지도록 한다. 내부 나사산의 깊이 및/또는 직경은 인장 로드의 균형을 유지하기 위해 계산될 수가 있다. 상기 외부 나사산은 상기 칼라(27)와 연동되는 상기 너트(14)로부터 돌출되는 볼트(13)의 감소된 길이로 인해 그 인장 로드를 유지할 수가 없다. 그러나, 바람직하게 상기 볼트(13)내의 그 보어(15)는 상기 너트(14)내의 볼트 길이 방향으로 상당히 확장될 수가 없다. 가능한, 도 1의 배치에서는 상기 너트 내에 어떤 페니트레이션(penetration)이 없으며, 또는 도 4의 배치에서는 약간의 페니트레이션이 사용될 것이다. 그러나, 도 2 및 3의 배치에서는, 장력 형성 중에 최대 응력 집중현상이 발생되는 상기 볼트(13)의 영역을 미약하게 하기에는 불충분한 정도의 페니트레이션이 이루어진다.

도 2 및 3은 도 1의 구성과 동일한 목적을 달성하기 위한 또 다른 인장 장치 구조를 도시하나, 상기 장치는 보다 작은 직경을 가진다. 도 1의 상기 볼트(17)와 유사한 볼트(17)는 상기 볼트(13)의 내부 나사산과 연동된다. 나사산 신장기(36)는 도 1의 칼라(27)의 역할을 수행한다는 점에서 도 1의 나사산 신장기(16)와 다르다. 그래서, 상기 나사산 신장기(36)는 상기 볼트(13)와 나사산 연동관계에 있는 확대된, 중공의 내부 나사산 영역(36a)과, 그 하이드로릭 인장 로드가 인가되는 칼라(37)에 제공되기 위해 외부에 나사산이 형성되는 축방향으로 떨어지나 일체형의 작은 직경을 가진 영역(36b)을 가진다. 상기 볼트(17)는 상기 신장기(36)의 평형 보어를 통해 연장되며, 상기 볼트(17)의 헤드는 신장기의 보다 작은 직경의 영역(36b)의 축 단부에 마주보고 있게 된다. 그러므로, 비록 구조가 다를지라도, 그 구조적인 원리는 인장 로드가 상기 볼트(13)의 내/외부 모두에 인가되어 상기 볼트(13)의 돌출 길이의 효율적이나 실제적이지 않은 증가를 제공한다는 점에서 동일하다고 볼 수 있을 것이다. 도 1의 배치에서 마찬가지로, 상기 볼트(13)의 내/외부 나사산 모두에 로딩의 인가로 인해, 장력이 인가될 때, 볼트 내의 응력이 골고루 분산된다.

도 3의 배치는 상기 볼트(17)의 헤드의 형태와 상기 신장기(36)의 축 단부의 대응되는 형태에 있어서만 도 2의 배치와 다르다. 도 3은 또한 도 1의 부재(18)의 기능을 수행하는 브리지(bridge) 부재(38)를 개략적으로 도시한다.

도 4를 참조하면, 예시된 본 발명의 실시예는 도 1의 구성과 동일한 많은 구성 요소를 구비하며, 편의상 그러한 구성 요소는 동일한 참조번호로 설명이 이루어질 것이다.

도 4에서 상기 볼트(13)와 너트(14)는 도 1의 윈도우(19)와 같은 윈도우(미도시)가 제공될 부재(18)에 의해 둘러싸이게 된다. 상기 부재의 한 축 단부는 플랜지(12)의 표면부(11)와 마주보며 위치하며, 상기 부재(18)의 다른 반대편 축 단부는 환형 피스톤(25)을 번갈아 미끄러지게 수용하는 채널(24)을 포함하는 원형 링(23)을 이동한다.

내부 나사산 칼라(27)는 볼트(13)의 돌출부 상의 나사산과 나사산 연동관계에 있으며, 그것의 플랜지(28)는 상기 피스톤(25)과 상호 동작한다. 도 1의 상기 볼트(17)는 나사산 스터드(47)로 대체되며, 그것의 한 축 단부는 상기 볼트(13)의 보어(15)와 나사산 연동 관계에 있으며, 상기 나사산 스터드(47)는 상기 칼라(27)를 통해 축방향으로 신장되어서 상기 표면부(11)로부터 떨어진 플랜지(28)의 표면으로부터 돌출된다. 그 나사산 스터드(47)의 돌출 단부에는 육각형 또는 동일 형상의 신장부(47a)가 제공되어서 상기 스터드(47)에 토크를 인가하도록 공구가 사용되어 상기 볼트(13)에 상기 스터드(47)를 단단히 고정하도록 한다.

상기 스터드(47)는 상기 칼라(27)를 통해 신장되며, 너트(48)는 상기 스터드(47)의 돌출부와 나사산 연동관계에 있으며, 그 너트의 직경 크기는 상기 칼라(27)의 플랜지(28)의 축 단면부의 위에 걸치도록 한다.

상기 볼트(13)에 인장 장치를 조립시에, 상기 칼라(27)는 가능한 상기 볼트(13)로부터 멀리 고정되며, 상기 스터드(47)는 상기 볼트(13)로부터 가능한 멀리 고정되며, 상기 너트(48)는 상기 플랜지(28)와 잘 연동되도록 단단히 죄여지게 된다. 그런 다음, 하이드로릭 압력이 상기 링(23)내의 상기 채널(24)에 인가될 때, 상기 칼라(27), 플랜지(28), 너트(48)와 스터드(47)는 상기 볼트(13)의 내/외부 모두와 연동되는 하나의 유니트로써 동작되어 그 볼트에 인장 로드를 인가하게 된다.

높은 하이드로릭 로딩이 적용될 때, 상기 구성 요소는 변형을 최소화하기 위해 높은 인장력의 강철로 가지고 적절한 경우에 있어서 형성된다. 또한, 특별한 볼트 직경과 볼트 돌출 형성을 위해 특별히 설계된 장치가 보통 제공된다. 그래서, 그 구성 요소는 인장 로드를 인가하기 바로 전에 볼트의 외부 나사산의 돌출 길이 전체가 칼라(27) 또는 동일물에 의해 맞물릴 수 있으며, 동시에 볼트의 내부 나사산 전체가 상기 볼트(17) 또는 동일물(도면에 도시된 이 틈새들은 명료하게 보이기 위해 다소 과장된 크기로 도시됨)에 의해 맞물릴 수 있도록 배열된다. 그러나, 만약 원한다면, 예를 들어, 상기 부재(18)의 구성에 링들을 채우는 방법에 의해 축방향의 조절가능한 배열방법이 제공되어 여러 가지 볼트 돌출 길이를 형성할 수가 있다. 상기 구성 요소를 설계할 때, 상기 칼라(27)(또는 동일 구성 요소)의 재료와 벽의 두께에 주의를 두어 상기 구성요소내의 적절한 신장으로 인해 상기 볼트(13)의 내부 나사산에 응력의 이동이 이루어지도록 한다.

도 5 내지 9를 참조하면, 인장될 볼트(111)가 플랜지 혹은 결합용 디스크(112)를 통해 상향으로 돌출되어 상기 볼트에 의해 고정된다. 상기 볼트의 외부단과 이것과 나사산 연동관계에 있는 너트(113)는 상기 디스크(112)내의 홈에 삽입되어서 상기 디스크의 상부 표면부에 또는 아래로 플러시(flush)를 종결하게 한다. 상기 너트(113)는 상기 디스크(112)내의 홈의 바닥과 마주보며 위치하여 상기 볼트(111)의 인장 상태를 유지하게 한다.

상기 너트(113)로부터 돌출된 외부 나사산 볼트(111)의 길이는 도 7에서는 참조 부호 L로 표기되며 외부 나사산의 성질, 볼트의 직경과 볼트가 형성되는 재료를 알게 된다면, 그 길이 L은 단순히 외부 나사산과 맞물리는 풀러(puller)에 의해 상기 볼트 내에 필요한 장력을 제공하기에는 충분치 않은 길이이다. 그러므로, 볼트의 자유단에 대응되는 보어가 형성되고 그 대응되는 보어(114)의 벽이 나사산이 됨을 알 수 있다.

하이드로릭 인장 장치는 축방향으로 이동가능한 풀러(115)와 그 풀러(115)를 축방향으로 이동하여 상기 볼트(111)에 인장력을 제공하는 공지된 형태의 하이드로릭 피스톤 및 실린더 장치(116)를 구비한다. 상기 풀러(115)의 하단부에는 축방향으로 신장되는 내부 나사산의 보어가 형성된다. 상기 보어의 직경과 그 안의 나사산은 볼트 생크(111)의 직경 및 나사산에 상응한다. 상기 풀러(115)와 상기 볼트 생크(111)를 결합하기 위해, 결합용 칼라9117), 볼트 어댑터(118)와 결합용 생크(119)로 이루어진 결합부가 제공된다.

상기 어댑터(118)는 상기 볼트(111)의 직경과 동일한 직경의 강철 로드로부터 형성되며 상기 볼트(111)의 나사산과 비슷한 형태의 나사산(121)과 함께 외부에 형성된다. 또한, 바람직하게 상기 어댑터(118)는 상기 볼트가 형성되는 재료와 동일한 재료를 가지고 형성된다. 상기 어댑터(118)의 한 축 단부에는 감소된 크기의 직경과 플랫을 가진 동축 신장부(122)가 형성되어 스패너와 같은 공구에 의해 죄어지도록 한다. 한편, 상기 어댑터(118)의 반대편 축 단부에는 상기 어댑터(118)와 동축이며 그것의 중도까지 확장되는 보어(123)가 형성되며, 상기 보어(123)의 벽은 상기 볼트(111)의 대응 보어(114)에 형성된 나사산과 유사한 나사산(124)이 형성된다. 상기 결합용 생크(119)는 상기 어댑터(118)의 보어(123)내의 나사산(124)과 상기 볼트(111)의 보어(114)내의 나사산의 직경과 형태가 상응하는 외부 나사산(125)을 가진 강철 로드로부터 형성된다. 상기 결합용 칼라(117)는 또한 강철로 만들어지며, 상기 어댑터(118)의 나사산(121)과 상기 볼트(111)의 외부 나사산에 상응하는 내부 나사산(126)을 가진다.

상기 결합용 생크(119)는 단부가 상기 보어(123)의 폐쇄 단부와 접촉될 정도까지 상기 어댑터(118)의 보어(123)에 고정된다. 상기 결합용 칼라(117)는 상기 어댑터(118)의 외부 나사산(121)상에 맞물리며, 상기 구성 요소(117, 118 및 119)의 결합부는 상기 디스크(112)의 홈에 삽입되어 상기 어댑터(118)로부터 돌출된 상기 결합용 생크(119)의 영역을 상기 볼트(111)의 보어(114)에 고정되도록 회전된다. 상기 결합용 생크(119)의 길이는 나사산 보어(114)와 (123)의 깊이와 관련하여 선택되어, 상기 생크가 양 보어에 완전히 삽입되었을 때, 상기 어댑터(118)의 축 단부가 도 5, 8 및 9에 도시된 작은 틈새만큼 상기 볼트(111)의 축 단부와 이격되도록 한다.

이후, 상기 칼라(117)는 상기 어댑터(118)와 상기 볼트(111)에 대해 회전되어서, 어댑터(118)를 따라서, 상기 볼트(111)의 외부 나사산과 연동관계에 있는 상기 칼라(117)를 고정하게 된다. 상기 칼라는 상기 너트(113)의 상부표면에 이웃할 때까지 아래쪽으로 고정되며, 이 지점에서, 상기 칼라(117)의 거의 동등한 축 길이가 상기 볼트(111)의 외부 나사산과 상기 어댑터(118)의 외부 나사산에 각각 맞물린다.

다음으로, 하이드로릭 인장 장치가 디스크(112)를 맞물리기 위해 배치되며, 상기 풀러(115)는 상기 어댑터(118)의 상향 돌출부에 제공되어 상기 어댑터(118)상에 고정된다. 상기 풀러(115)내의 상기 어댑터(118)의 축 맞물림의 길이가, 상기 어댑터(118)에 나사산 접속된 풀러(115)를 느슨하게 하지 않은 채, 상기 볼트(111)에 원하는 장력을 인가하기 위해 필요한 최대치를 상당히 초과한다는 것을 알 수가 있을 것이다.

상기 풀러(115)의 하부 축 단부는 상기 칼라(117)의 상단부에 접하거나, 적어도 상당히 근접하여서 형성될 것이다. 하이드로릭 압력이 상기 피스톤 및 실린더 배치부(116)에 인가되어 상기 풀러(115)를 축방향으로 이동시키며 상기 볼트(111)에 장력을 인가하게 된다. 상기 장력은 상기 어댑터(118), 상기 결합용 칼라(117)와 상기 결합용 생크(119)를 통해 상기 볼트(111)에 인가된다. 그 결과, 인장 로드가 상기 볼트(111)의 내/외부 나사산 사이에서 나누어져서, 상기 볼트의 돌출 길이 L이 외부 나사산을 경유하여서만 장력을 제공하기에 충분치 않다는 사실에도 불구하고, 상기 볼트에 장력형성이 이루어진다.

상기 풀러(115)에 의해 상기 어댑터(118)에 인가된 그 인장 로드는 약간의 신장이 발생되는 상기 칼라(117)에 의해 초기에 전달되며 상기 생크(119)를 통해 그 인장 로드의 일부가 인가될 수가 있다. 상기 볼트(111)의 내/외부 나사산 간의 로딩 분배를 제어하기 위해, 만약 해당 응용 파라미터를 알고 있다면, 상기 칼라(117)의 단부 중간의 벽 두께가 선택되어 소정 신장력을 제공하여서, 그 결과 상기 볼트의 내/외부 나사산 간의 소정의 로딩 분배를 가져올 수가 있다. 도면에서 알 수 있듯이, 도시된 상기 칼라(117)는 자신의 신장 특징을 조정하기 위해 외부 원주형의 홈(127)을 가진다.

상기 칼라(117)를 상기 어댑터(118)와 상기 볼트(111)에 동시적인 나사산 연동 관계를 갖도록 하기 위해서는, 상기 어댑터(118)의 나사산(121)과 상기 볼트(111)의 나사산의 배열에 있어서 하나의 나사산이 다른 나사산과 연결되는 방식이 가장 효과적이라고 볼 수 있을 것이다. 상기 볼트(111)의 외부 나사산에 연속되어상기 나사산(121)을 배치하는 경우는 상기 생크(119)와 상기 보어(114)의 나사산에 고정되기 때문에 발생되지 않는다. 또한, 그러한 조정을 실행하기 위해서, 상기 어댑터(119)의 나사산과 상기 보어(114 및 123)의 나사산의 피치는 상기 볼트(111)와 상기 어댑터(118)의 외부 나사산의 피치와 다르도록 배열된다. 그 결과, 상기 생크(119)와 상기 보어(114)의 말단부와 인접한 위치로부터 뒤쪽에 있는 결합용 생크(119)와 함께, 상기 어댑터(118)를 회전함으로써, 회전 위치가 상기 어댑터(118)상의 나사산(121)이 상기 볼트(111)의 외부 나사산과 연결되는 지점에 이를 수가 있으며 상기 칼라는 상기 어댑터(118)를 따라서 상기 볼트(111)상에 고정될 수가 있다.

예를 들어, 상기 어댑터(118)의 상기 나사산(121)과 상기 볼트(111)의 외부 나사산이 2³/₁₆3x 12 UNJ 나사산을 가진다면, 반면에 상기 결합용 생크(119)의 나사산과 상기 보어(14 및 23)의 나사산은 ⅞ 3 x 16 UNJ 나사산을 가진다.

실제의 실시예에 있어서, 다수 개의 볼트(111)들이 상기 디스크(112)의 주변 영역 주위에 등각 형태로 이격되어 있으며, 이들은 멀티-스터드 인장 장치에 의해 동시에 죄여지게 될 것이다. 도 5에 도시된 장치는 하이드로릭 피스톤 및 실린더 연결 배열부(116)에 의해 동시에 동작이 실행되는 다수 개의 풀러(115)를 구비한 멀티-스터드 인장 장치의 일부이다. 또한, 상기 너트(113)의 각각은 자동적으로 죄여지게 되어서 각 너트에는 각각의 소킷 구동 장치(129)에 의해 회전 가능한 각각의 축방향 신장 구동 소킷(128)이 제공된다. 상기 구동 소킷(128)과 결합 구동 슬리브(131)는 상기 풀러(115)와 동축방향으로 배열된다.

바람직하게, 상기 어댑터(118)와 상기 결합용 생크(119)는 상기 볼트(111)와 동일한 재료로 형성될 것이며 상기 결합용 칼라(117)는 칼라의 신장 특성(조정)을 얻을 수 있는 재료로부터 만들어질 것이다. 그러나, 상기 어댑터와 생크가 반드시 볼트 재료로 형성되어야 한다는 것은 아니며 만약 재료의 특성이 본 응용에서 사용 가능하다면 다른 재료도 사용이 가능하다는 것을 인지해야 한다.

상기 너트(113)와 상기 볼트(111)의 생크의 돌출부분이 상기 디스크(112)의 두께내에서 제공되는 경우에, 인장력 제공과 동시에 상기 볼트(111)의 생크의 돌출 길이의 감소는 상기 디스크의 전체 두께를 감소시키거나, 또는 상기 볼트(113) 아래의 디스크의 두께를 증가시킨다는 것을 알 수 있을 것이다. 유사하게, 원한다면, 상기 볼트의 돌출 길이를 감소시켜 상기 볼트의 전체 길이를 상응하게 감소시킬 수가 있어서 재료의 소모 절감을 가져올 수가 있다.

원한다면, 각 풀러(115), 어댑터(118)와 결합용 생크(119)는 각각의 축 보어를 가질 수가 있다(도면상에 접미사 a로 도시됨). 각 결합부의 보어들은 정렬되어 각 풀러(115)의 상부 자유단으로부터 결합된 볼트(111)내의 보어(114)의 폐쇄단까지 형성된 통로를 제공하게 된다. 작은 강철로 된 볼이 상기 보어(114)의 말단에 V형의 단면 릴리프에 위치하며, 가늘고 긴 탐사 장치가 상기 통로를 통해 신장되어서 상기 볼 위에 위치한다. 상기 탐사 장치의 외부단은 신장 중에 상기 볼트가 신장됨에 따라 고정 데이터에 따라 이동하여서 볼트의 신장 정도를 모니터하기 위한 시각 표시기 또는 측정 장치로써 사용될 수가 있다.

본 발명은 비교적 아주 작은 정도의 돌출 크기를 가진 볼트를 배열하여 그 볼트상에 응력을 고르게 분산할 수 있는 하이드로릭 볼트 인장 장치를 제공한다.

Claims

결합 너트로부터 돌출되는 인장될 볼트에 나사산 연동관계를 가지는 내부 나사산 칼라와, 상기 볼트의 돌출 단 영역에 형성된 내부 나사산 보어에 나사산 연동관계를 가지는 외부 나사산 생크를 구비하며, 상기 칼라와 생크는 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 한 구성 요소에 의해 이동가능하며 상기 하이드로릭 피스톤 및 실린더 배열부의 다른 구성 요소는 상기 너트의 위치에 마주보는 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제1항에 있어서, 상기 생크는 상기 칼라에 구조적으로 연결되며 상기 칼라는 상기 구성 요소에 의해 이동 가능하여서 상기 생크가 상기 칼라에 의해 상기 구성 요소에 의해 이동됨을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제1 또는 제2항에 있어서, 상기 생크는 외부 나사산 어댑터를 상기 볼트의 말단부에 고정하며 상기 칼라는 상기 어댑터와 상기 볼트 모두에 나사산 연동관계를 가짐을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제1항에 있어서, 상기 생크는 상기 볼트와 외부 나사산 어댑터를 상호 연결시키며 상기 칼라는, 상기 구성 요소에 의해 이동가능하여 상기 칼라와 상기 생크를 이동시키는 상기 어댑터와, 나사산 연동관계를 가짐을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제4항에 있어서, 상기 어댑터는 상기 칼라로부터 돌출되어 상기 구성 요소와 구조적인 연결이 이루어짐을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제4 또는 제5항에 있어서, 상기 생크는 상기 어댑터의 보어에 나사산 연동관계를 가짐을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
선행하는 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라는 인장 중에 보여지는 신장 특징을 제어하도록 형성되어서 상기 볼트의 외부 및 내부 나사산 사이의 로드 분배를 제어할 수 있도록 함을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제1 내지 제3항 및 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라는 상기 구성 요소가 사용 시의 동작에 대응하여 상기 칼라의 방사상으로 외부로 돌출된 주변 플랜지를 통해 상기 구성 요소에 의해 이동함을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
제2항에 있어서, 상기 칼라는 상기 볼트와 나사산 연동관계에 있으며, 상기 생크는 상기 볼트와 나사산 연동관계에 있어서 상기 칼라와 마주보며 위치하며, 상기 칼라는 외부 나사산을 구비하여 상기 구성 요소와의 구조적 접속 수단으로써 상기 외부 나사산을 제공함을 특징으로 하는 하이드로릭 인장 장치.
볼트의 외부 및 내부 나사산을 동시에 통해 상기 볼트에 신장 로드를 인가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 볼트 인장 방법.