KR20010023077A - 하중 표시 패스너 시스템과 방법 - Google Patents

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스탠리 세니
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스탠리 세니
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Abstract

패스너 시스템(1)은 하나 또는 그 이상의 리액턴스 커패시터(15,16)와 같은 휴대용 감지 장치(13) 또는 카메라(34)나 레이저와 같은 영상 처리기를 사용하는데, 이것은 상당한 상대 운동을 하는 감지 부분과 접촉하지 않으면서 응력을 받을 때 패스너(1) 부분의 상대 운동에 의해 발생되는 볼트 헤드 또는 결합된 와셔(26,27)의 형태 또는 틈에서 변화를 감지하고 측정하기 위해서 패스너와 인접하여 탈착할 수 있게 부착된다.

Description

하중 표시 패스너 시스템과 방법{LOAD INDICATING FASTENER SYSTEMS METHOD AND APPARATUS}
볼트로 죄어진 조인트가 일체 구성되도록 적용되는 패스너 시스템은 설계된 하중 레벨로 정확하게 체결되는 것이 바람직하다. 표시 응력은 패스너 시스템에 유도된 하중을 나타낸 것으로 공지되어 있다. 토크 렌치는 정해진 토크 레벨로 패스너를 죄어주는데 사용되지만, 이것은 예측 불가능한 마찰을 받아서 발생된 응력은 아주 부정확해 질 수 있다. 즉, 제어 토크는 패스너 시스템의 정확한 하중을 이끌지 못한다.
선행 기술에 따른 접촉형 패스너 연장부 측정 장치
예를 들어 선형 변형기와 같은, 일부 측정 장치는 물리적 접촉되도록 해야 한다. 이런 접촉 방법은 당해 분야에서 사용하기에 어려운 점이 있다. 응력의 측정은 아주 작고 모든 표면 오염은 상당한 오류를 일으킨다. 따라서, 본 발명의 목적은 비접촉 장치와 방법을 사용함으로써 응력을 측정하는 것이다.
선행 기술에 따른 비접촉형 패스너 연장부 측정 장치와 방법
스트레인 작용하에 패스너 연장부를 측정하기 위한 선행기술에 따른 비접촉형 장치와 방법은, 볼트 또는 스터드와 같은, 각각의 패스너 안에서 전기 구성성분을 이용한다. 종래 기술은 이와 관련된 여러 가지 문제점이 있다.
선행 기술에 따른 비접촉 측정 장치의 문제점은, 각각의 패스너에 전기 구성성분을 설치하는데 많은 비용이 든다는 것이다. 또, 통합된 수단은 패스너를 손상시키고 많은 적용을 위한 환경에 부적합하다. 따라서 본 발명의 목적은, 비용면에서 유리한 하중 표시 패스너를 제공하는 것인데 여기에서 패스너 자체는 어떠한 전기 부품도 지탱하지 않는다.
선행 기술에 따른 비접촉 측정 장치의 또다른 문제점은, 제조 공정을 어렵게 만드는 패스너의 복잡한 수정을 필요로 한다는 것이다. 그러므로, 본 발명의 목적은 제조하는 동안 쉽게 통합되는 패스너 시스템에 약간의 수정만 하면 되는 방법 및 간단한 장치를 사용하는 패스너 연장부를 측정하는 것이다.
본 발명은, 가해지는 하중을 표시하기에 적합한 하중 표시 패스너 시스템에 관련되고 패스너 시스템이 응력을 받을 때 발생되는 형태 또는 바뀐 공기 틈을 측정하는, 리액턴스 커패시터와 같은 비접촉 전자 장치에 관한 것이며, 특히 패스너 시스템이 응력을 받을 때 발생되는 형태 또는 바뀐 공기 틈을 측정하는 비접촉 영상 처리 또는 레이저 장치에 관련된다.
도 1 은 틈을 측정하기 위해 부여된 구성 요소와 수정된 패스너를 나타낸 본 발명의 단면도이다. 또한 고리형 리액턴스 커패시터와 실린더형 리액턴스 커패시터를 가지는 휴대용 리액턴스 커패시터 헤드가 도시되어 있다. 상기 고리형 리액턴스 커패시터는 고리형 리액턴스 커패시터의 표면과 패스너의 고정된 부분 사이의 틈을 측정한다. 상기 실린더형 리액턴스 커패시터는 실린더형 리액턴스의 표면과 측정 요소의 고정되지 않은 상측 단부 사이의 틈을 측정한다. 비접촉 틈 측정 장치는 측정 요소의 자유 단부와 기준면 사이의 차이를 계산한다. 상기 비접촉 틈 측정 장치는 두 측정 값 사이의 차이를 구하고, 이 결과는 사용할 때 패스너에 의해 발생된 클램핑 하중을 표시하도록 정확하게 보정된다.
도 2 는 휴대용 헤드를 포함하지 않은 도 1에 나타낸 패스너를 나타낸 도면.
도 3 은 실린더형 리액턴스 커패시터를 사용함으로써 틈을 측정하기 위한 다른 형태를 나타낸 도 1과 유사한 도면. 휴대용 헤드는 패스너 기준면의 고정부에 고정된다. 실린더형 리액턴스 커패시터는 측정 요소 표면의 상측 자유 단부와 실린더형 리액턴스 표면 사이의 틈을 측정한다. 비접촉 틈 측정 장치는 틈의 차이를 계산하고 사용할 때 패스너에 의해 유도된 클램핑 하중을 표시하기 위해서 보정된다.
도 4 는, 패스너 시스템이 스트레인되는 순간을 감지하는 와셔와 틈을 측정하기 위한 비접촉 틈 측정 장치를 나타낸 도 1과 유사한 도면.
도 5 는, 패스너가 스트레인의 작용을 받을 때 리액턴스 커패시터 비접촉 틈 측정 장치에 의해 서로에 대해 헤드의 다른 두 부분이 측정될 수 있도록 패스너의 헤드를 변형한 특별한 구조로 설계된 와셔를 나타낸 도 1과 유사한 도면.
도 6 은 사용하기 위해 끼워 맞추어진 영상 처리 또는 레이저 유형의 틈 측정 장치를 가지는 본 발명의 또다른 수정된 형태를 나타낸 도 1과 유사한 도면.
도 7 은, 패스너가 장력을 받을 때 부하 하에 편향되도록 수정된 패스너 헤드를 나타낸 도 1과 유사한 도면.
도 8 은, 패스너가 장력을 받을 때 부하 하에 패스너 헤드를 편향하는 특별한 구조로 설계된 와셔를 포함하는 본 발명의 다른 수정예를 도시한 도 1과 유사한 도면.
도 9 는 본 발명의 또다른 수정예를 나타낸 도 1과 유사한 도면인데 여기에서 패스너가 장력을 받고 시스템의 측부에서 틈의 변화가 측정될 때 부하의 작용하에 도 9의 와셔가 편향된다.
아래에 간단히 요약한 본 발명에 따르면 전술한 목적 및 그 밖의 다른 목적들을 달성하고 본원에서 설명되고 실시된 대로 본 발명의 구조, 기능 및 결과에 따라 여러 가지 장점을 제공한다. 본원은 본 발명의 목적과 장점을 달성하는 장치 및 방법을 포함한다. 본 발명의 두 가지 유형이 아래에서 설명되고, 명료성과 간결성을 위해 본 발명의 여러 가지 면과 특징을 설명하기 위해서 한 가지 유형 또는 다른 유형을 사용할지라도 두 가지 유형에 대해 모두 권리를 가진다.
본 발명에 따르면 하중 표시 패스너 시스템이 제공되는데 이것은, 패스너가 사용될 때 스트레인이 적용되는 몸체, 스트레인의 작용하에 관련된 와셔 또는 몸체의 길이 또는 형태 변화에 대해 상대 운동하도록 배치된 부품을 가지는 하중 감지 장치 및, 패스너에 인접하여 고정될 때 비접촉 방법에 의해 가동부의 상대 운동을 레지스터하는 레이저 장치, 영상 처리 장치 또는 리액턴스 커패시터를 포함하는 전자 장치와 같은 분리된 비접촉 틈 측정 장치로 구성된다.
상기 패스너 시스템은 볼트 또는 스터드, 너트와 와셔의 형태로 형성되고 이것은 다른 형태를 취할 수도 있다. 볼트의 형태일 때, 패스너의 바디는 표준형으로 구성된 헤드와 몸체로 이루어진다. 이와 비슷하게, 스터드의 형태일 때, 바디는 표준형으로 구성된 몸체를 포함한다. 각각의 형태에서, 와셔는 전술한 종류의 분리된 비접촉 틈 측정 장치에 의해 감지된 가동부를 표시하는 장치를 포함한다. 볼트나 스터드인 경우에, 하중-감지 요소는 스트레인의 적용하에 몸체의 길이 변화에 감응한다. 와셔인 경우에, 하중 감지 요소는 스트레인의 적용하에 와셔의 형태로 모양의 변화를 감지한다. 편리하게도, 틈 측정 장치는 볼트 헤드, 나사 단부, 스터드 단부나 와셔에 고정될 수 있고 여기에서 패스너 시스템이 사용될 때 이것은 쉽게 고정될 수 있다.
하중-감지 요소는 패스너의 몸체 길이 변화나 와셔 형태의 변화, 또는 패스너 시스템이 고정될 때 볼트 헤드 형태의 변화를 표시한다. 따라서 패스너 시스템이 고정될 때, 적용되는 하중은 비접촉 틈 측정 장치에 의해 레지스터되는데 이 장치는, 패스너 시스템이 요구되는 작동 하중에 도달하는 순간을 표시한다. 비접촉 틈 측정 장치는 패스너 시스템에 부착될 수 있고 컴퓨터 모니터(24)나 그 밖의 디스플레이 유닛에서 나타낼 수 있는 측정값을 얻는다. 이런 측정은 죄어주는 공정 중에 사용될 수 있다. 이 측정은 초기 스트레인 상태 변화를 감시하기 위해서 처음에 죄어주는 과정 이후에 사용될 수 있다.
실제 패스너 시스템 하중은 모니터(24)에 표시될 수 있고 전기 출력은 전력 체결 공구(도시되지 않음)를 제어하거나 요구되는 패스너 시스템 하중이 달성될 때 경고를 표시하기 위해서 사용될 수 있다.
상기 하중 감지 장치는 패스너 시스템 재료의 보증 하중까지 적용되는 하중을 레지스터 하도록 배치될 수 있다(보증 하중은 초기 치수와 영구 차이가 발생하기 전에 유지되는 최대 하중이다).
스트레인의 변화에 따라 틈의 크기를 다르게 하는 것은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 선호되는 실시예에서 바뀌는 틈을 형성하는 장치는, 패스너가 사용될 때 스트레인이 바디에 적용되는 방향으로 배치된 하중-감지 장치를 포함하고, 고정 부분을 포함한다. 상기 고정 부분은 바디의 한 부분에서 바디에 단단히 고정되고 여기에서 패스너가 사용하기 위해 적용될 때 움직인다. 비접촉 틈 측정 장치와 구성 요소 사이의 공기 틈은, 패스너가 고정되거나 스트레인을 느슨하게 하는지 아닌지에 따라서 확대되거나 줄어든다. 상기 비접촉 틈 측정 장치는 공기 틈을 측정함으로써 반응하고 모니터(24) 상에서 적용된 하중을 레지스터한다. 유리하게도 하중-감지 요소는 바디의 재료와 동일한 물질로 만들어지거나 동일한 열 팽창 계수를 가진다. 패스너 시스템이 사용되는 온도를 바꾸는 방법은, 하중-감지 요소의 작동에 영향을 미치지 않을 것이다.
본 발명의 선호되는 실시예에서 하중-감지 요소는 고체 직경 바아(bar)이고, 한쪽 단부는 고정 부분을 구비하고, 다른 쪽의 고정되지 않은 단부는 패스너에 대해 움직인다. 하중 감지 성분의 일부분은 바디 내의 통로 또는 가림 봉에 배치될 것이다. 하중 감지 성분이 전술한 것과 같은 구성 요소를 포함할 때, 이것은 보어나 통로의 가려진 단부 안으로 끼워 맞추어진 인서트를 구비한다. 상기 고정 부분은 보어나 통로의 베이스에 고정될 것이다. 이 보어나 통로는 보다 작은 베이스 부분을 포함하는데 이 부분에 고정 부분이 고정된다. 편리하게도 비접촉 틈 측정 장치는 보어나 통로의 고정되지 않은 단부 또는 이 단부와 인접하여 배치된다. 용접하거나, 나사로 죄어주거나 접착제로 결합함으로써 바디에 구성 요소를 직접 고정할 수도 있고 이 구성 요소는 바디에 알맞게 고정된 베이스에 고정될 수 있다. 보어 또는 통로의 베이스는 닫힌 간섭 보어의 형태인데 이 보어로 구성요소는 프레스 되어서 고정된다.
하중-감지 요소는 스트레인의 적용하에 바디의 길이 변화 범위에 대해 작동하도록 배치될 수 있다. 이것은 하중을 받지 않는 상태에서 재료 보증 하중까지 바디의 연장함으로써 이루어진다. 하중이 적용되어 바디를 잡아당길 때, 하중 감지 요소는 제로 기준점으로부터 떨어져 바디로 움직인다(기준점이라는 것은 움직이지 않는 패스너 상부면에 고정된 부분을 뜻한다). 상기 비접촉 틈 측정 장치는 바디에 고정되고 바디에서 기준점과 하중 감지 요소 사이의 차이를 측정하며, 비접촉 틈 측정 장치는 하중을 나타내기 위해서 보정된다.
보증 하중의 작용하에 주어진 연장에 대해 요구되는 원래 길이는 수학식 1에 따라 구해질 수 있다:
수학식 1에서:
E = 바디 재료에 대한 영 모듈
A = 바디의 횡단면적.
다른 횡단면적과 보증 하중에 대해 요구되는 초기 길이는 바뀔 것이다. 일정한 범위의 패스너 크기에 대해, 다른 길이의 보증 하중 감지 요소는 요구되는 대로 구비될 것이다. 그러나, 표준 길이의 하중 감지 요소를 가지는 본 발명에 따라 패스너를 위한 하중 감지 요소를 제공하고 비접촉 틈 측정 장치에 의해 이 차이를 보상하도록 생산하는 것이 보다 용이하고 경제적이다.
본 발명은 패스너 시스템의 적용 하중을 아주 정확하게 표시할 수 있다. 적용된 하중의 비접촉 틈 측정 장치로부터 표시된 것은, 패스너 시스템에 적용된 하중이 얼마인지 쉽게 알 수 있도록 한다. 이것은 휴대용 배터리로 조작되는 모니터 또는 디스플레이인데, 이것은 휴대가능하고 밀접한 관련이 있는 연결자에 의해 비접촉 틈 측정 유닛에 연결된다.
상기 패스너 시스템은 종래의 패스너나 이와 비슷한 종류의 패스너에 비해 더 많은 비용을 들이지 않고서 제작될 수 있다. 예를 들어, 상기 보어는 초기 제조 공정 중에 뚫을 수 있다. 그리고, 종래의 패스너는 본 발명에 따른 하중 감지 장치를 포함하기에 적합하다.
다른 형태에서, 하중 감지는 하중-표시 와셔에 의해 이 물질에 대한 보증 하중까지 적용되는 하중을 레지스터 하도록 배치될 것이다. 상기 와셔는 패스너 시스템 스트레인의 작용하에 편향되도록 설계되고 비접촉 틈 측정 장치는 와셔 및 볼트의 정지 부분에 대한 편향을 측정한다. 이 비접촉 틈 측정 장치는 전술한 대로 패스너 시스템 하중을 표시하도록 보정된다.
또다른 형태에서, 볼트가 스트레인의 작용하에 있을 때 특별한 구조로 설계된 볼트 헤드의 편향을 측정함으로써 재료의 보증 하중까지 적용된 하중을 레지스터 하도록 배치되고, 볼트가 스트레인의 작용하에 있을 때 서로에 대해 움직이는 두 부분으로부터 측정이 이루어진다. 비접촉 틈 측정 장치는 전술한 대로 패스너 시스템 하중을 표시하기 위해 보정된다.
본 발명의 선호되는 실시예에서 사용되는 방법은 다음과 같은 리액턴스에 의해 측정된다
변위= 틈의 변화
여기에서 F=주파수(헤르쯔)
C=커패시턴스(패러드)
D=유전체 상수(공기=1)
A=면적(in2)
G=틈(in)
본 발명의 몇 가지 장점은 다음과 같다:
1. 필요한 전자 부품으로 이루어진 비접촉 틈 측정 장치는, 측정되는 가동 부분과 물리적으로 접촉하지 않으면서 패스너 시스템이 응력을 받을 때 발생되는 형태 또는 가변 공기 틈을 측정한다.
2. 비접촉 측정은 오염 또는 환경에 의한 오류를 최소화한다.
3. 측정되는 거리는 측정되는 전체 표면의 평균값으로부터 결정되는데, 이것은 접촉 측정 방법의 경우와 상이하다.
4. 본 발명을 실시하는데 패스너는 일부만 수정하면 되므로, 패스너의 비용은 크게 바뀌지 않기 때문에 본 발명에 따른 장치와 방법은 비용면에서 유리하다.
5. 이 패스너는 어떠한 전기 부품도 지탱하지 않는다.
6. 제조 공정 중에 패스너 시스템의 디자인을 수정할 수 있다.
7. 상기 패스너 시스템은 가장 어려운 용도에도 적합하다.
8. 변위는 리액턴스와 정비례하고 직선 그래프를 제공한다.
9. 상기 패스너 시스템 하중 표시는 아주 정확하고 반복가능하다.
10. 본 발명에 따른 시스템은 휴대 가능하고 적용되는 하중을 쉽게 판독하고 검사하도록 당해 분야에서 사용될 수 있다.
도면에 자세히 나타낸 것처럼, 도 1과 2에서 볼트로 죄어진 조인트(25)에서 하중 표시 패스너의 실시예가 도시되어 있는데 여기에서 리액턴스 커패시터(15,16)의 표면과 몸체(4) 사이의 가변 틈을 측정하도록, 6각형의 헤드(3)와 몸체(4)를 포함하는, 예를 들어 강철로 만들어진 금속체(2)를 가지는 볼트 패스너 시스템(1)이 구비되고, 상기 몸체(4)는 도 1의 실시예에서 가변 틈을 측정하기 위해 고리형 리액턴스 커패시터(16)와 실린더형 리액턴스 커패시터(15)를 포함하는 리액턴스 커패시터(15A), 너트(28), 와셔(26,27) 및, 평면의 실린더형 부분(6)에 의해 헤드(3)로부터 이격 배치된 바깥쪽에 나사산을 가지는 부분(5)을 포함한다.
블라인드 보어(7)는 회전축과 동축을 이루며 바디(2) 안으로 뚫려 형성되는데 상기 보어는 헤드(3)의 상단으로부터, 헤드(3)를 통하여 평평한 실린더형 부분(6)의 길이의 4분의 1 지점에서 몸체(4) 안으로 뻗어있다. 보어(7)의 닫힌 내측 단부는 비슷한 공차의 보다 작은 카운터보어(9)인데, 이것은 측정 요소(8)를 위한 고정부로서 사용된다. 하중 감지 장치는 보어(7)에서 유지되고, 상기 하중 감지 장치는 바디(2)와 동일한 물질로 만들어진 측정 요소(8)를 포함한다. 이 측정 요소(8)는 카운터보어(9)에서 보어(7)에 고정된다. 이 고정 부분은 예를 들어 보어(9) 안으로 프레스되거나 다양한 종류의 고정 방법에 의해 고정될 수 있다.
헤드(3)의 상부면은 위치설정 스피것(spigot)(10), 상부 기준면(11)과 하부면(12)을 형성하도록 가공된다. 측정요소(8)의 자유 단부(8A)는 헤드(3)의 상부 기준면(11)과 같은 높이로 연마된다. 패스너가 사용중일 때 상기 측정요소(8)는 너트(28)에 의해 몸체(4)에 적용된 하중에 감응한다. 이 감응은, 하중의 적용하에 몸체(4) 연장과 관련된다. 상기 측정요소(8)는 적용되는 하중을 감지하고 바디(2)의 재료에 대해 보증 하중까지 하중을 표시하기에 적합하다. 따라서, 상기 측정 요소(8)는 보증 하중에 의해 야기된 연장까지 몸체(4)의 연장에 감응하도록 배치된다. 이를 달성하기 위해서 측정요소(8)는 바디의 보어(7) 내에 고정되므로 카운터보어(9)의 고정부는 몸체(4)로 유도된 하중에 따라 바디(2)의 안팎으로 측정요소(8)를 움직인다. 그러므로, 측정요소(8)의 자유 단부(8A)는, 몸체(4)에 하중이 실리는지 아닌지에 따라서 헤드(3)의 상부 기준면(11)에 대해 움직인다. 상기 몸체(4)가 하중을 받지 않을 때, 측정 요소(8)와 헤드 상부 기준면(11)은 동일한 높이를 이루고 이것은 몸체(4)에 어떠한 하중도 작용하지 않는다는 것을 표시한다. 몸체(4)의 재료는 후크 법칙을 따르기 때문에, 구성요소(8)의 자유단부(8A)와 헤드(3)의 상부 기준면(11) 사이에 형성된 틈은 몸체(4) 재료의 보증 하중까지 휴대용 헤드 측정 장치(13)에 의해 하중을 표시하도록 보정될 수 있다. 제공된 보증 하중을 초과하지 않을 때, 이 하중 표시는 항상 반복될 수 있다.
휴대용 헤드(13)는 리액턴스 커패시터(15,16)를 지지하고 헤드(3) 위치설정 스피것(10)으로 정확하게 위치 설정하도록 구조된다. 상기 휴대용 헤드(13)는 휴대용 헤드(13)의 바닥에 장착된 자석(14)에 의해 헤드(3)에 고정되거나, 휴대용 헤드(13)는 공지된 다른 수단에 의해 헤드(3)에 고정될 수 있다. 고리형 리액턴스 커패시터(16)는 커패시터(16)의 표면(11B)과 헤드(3) 상부 기준면(11) 사이의 틈을 측정한다. 실린더형 리액턴스 커패시터(15)는 커패시터(15)의 표면(11A)과 측정요소(8)의 자유단부(8A) 사이의 틈을 측정한다. 표면과 두 커패시터(15,16) 사이의 틈은 비접촉 틈 측정 장치와 관련된 전자 장치에 의해 비교되는데 상기 전자 장치는 리액턴스 커패시터(15,16), 커패시턴스 증폭기(22), 신호 조절장치(23) 및 디스플레이(24)를 포함하고 사용하는 동안 몸체(4)가 받는 하중을 표시하기 위해서 보정된다.
도 1에 나타낸 고리형 리액턴스 커패시터(16)는 도 3에서 고체 금속 디스크(17)에 의해 대체되는데 이 디스크는 휴대용 헤드(17A)에 장착되고 헤드(3) 상부 기준면(11)과 인접해 있다. 상기 리액턴스 커패시터(15)는 도 1에서 기술한 것과 동일한 방법으로 작동한다. 그 밖의 모든 세밀한 사항은 도 1에 대해 설명한 바와 같다. 리액턴스 커패시터(15)는, 시스템이 사용중일 때 구성요소(8)의 운동과 기준면(11) 사이의 차이를 비교한다.
도 4에 나타난 것처럼, 패스너 시스템(1)은 사용될 때 와셔(18)를 편향한다. 리액턴스 커패시터(31)는 와셔(18) 표면(20)과 커패시터(31)의 표면(32) 사이의 틈을 측정한다. 이 시스템은 도 1에 나타낸 것처럼 작동한다.
휴대용 헤드(33A)에 장착되고 위치 설정 못(33)에 의해 볼트 헤드(3)의 상단에 놓인, 고리형 리액턴스 커패시터(16A,16B)와 볼트의 헤드(3)를 편향하고, 하중을 표시하기 위해서 서로에 대해 헤드(3)의 두 부분을 비교하는 와셔(21)가 도 5에 나타나 있다. 다른 점에서는 도 1에 나타낸 것과 동일하다.
도 6에 나타낸 것처럼, 휴대용 헤드(34A)는 판독부(36)에 연결된 영상 처리기(35)에 연결된 카메라 또는 레이저(34)를 지탱한다. 휴대용 헤드(34A)는 헤드(3) 위치설정 스피것(10)에 정확하게 배치하도록 구조된다. 상기 휴대용 헤드(34A)는 휴대용 헤드(34A)의 바닥에 장착된 자석(14)에 의해 헤드(3)에 고정되거나, 휴대용 헤드(34A)는 공지된 다른 장치에 의해 헤드(3)에 고정될 수 있다. 이 카메라 또는 레이저 시스템(34,35)은 측정요소(8)의 자유 단부면(8A)과 헤드(3)의 상부 기준면(11) 사이의 틈을 측정한다. 이 기준면(11)과 측정 요소(8)의 자유 단부(8A) 사이의 틈은 카메라 또는 레이저 시스템(34,35)에 의해 비교되고 사용할 때 몸체(4)가 받는 하중을 표시하도록 보정된다. 카메라(34)는 레이저(34)에 의해 대체될 수 있고 프로세서(35)와 판독기(36) 또는 컴퓨터(도시되지 않음)에 결합될 수 있다.
시스템이 하중을 받을 때 패스너 헤드(40)의 편향을 측정하기 위한 또다른 방법이 도 7에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 구조로 설계된 헤드(40)는 환상 그루브(41), 바닥(44)과 실린더형 벽(45)을 가지는 리세스(43)를 둘러싸고 있는 환상 바깥쪽 면(42)을 가지는 스피것(10)을 가지도록 형성되고, 카메라 또는 레이저(34)를 가지는 휴대용 모니터(34A)는 하중을 받을 때 헤드의 모양 변화를 감지한다. 이 전자 장치는 영점(0)에서 물질의 보증하중까지 하중 범위를 인지하도록 보정되고 유도된 하중을 패스너로 표시한다.
도 8은 도 7에 나타낸 것과 동일하지만, 와셔(21)는 바닥(44)을 가지는 리세스(43)와 벽(45) 및 외부 오목한 면(47)을 포함하는 헤드(46)가 편향되도록 한다.
도 9는 도 7에 나타낸 것과 동일하지만, 물질의 보증 하중까지 적재하는 패스너 시스템 때문에 모양이 바뀌는 와셔(22)는 도시된 대로 카메라나 레이저(34)에 의해 감지된다.
본원 출원시에 출원인이 파악하고 있는 본 발명의 최상 모드와 선호되는 실시예에 대한 위의 상세한 설명은 예로 든 것에 불과하다. 본 발명은 위에서 설명한 형태에만 국한되지 않고, 본원의 관점에서 다양하게 수정하고 바꿀 수 있다. 본 발명의 원리와 실제적 용도를 가장 알기 쉽게 설명하여서 당해업자들이 본 발명을 다양하게 활용할 수 있도록 본원의 실시예가 선택되고 기술되었으며 고려되는 특정 용도에 맞게 다양하게 수정할 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 한정된다.

Claims (54)

  1. 패스너와 이웃하여 고정될 때, 상대 운동을 하는 패스너의 감지된 부분과 접촉하지 않으면서 시스템이 스트레인될 때 패스너에 의해 발생되는 형태 또는 틈의 변화를 감지하는 휴대용 감지 헤드를 특징으로 하는 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 틈 또는 형태의 변화를 감지하고 휴대용 감지 헤드에서 유지되는 리액턴스 커패시터를 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 틈 또는 형태의 변화를 감지하고 휴대용 감지 헤드에서 유지되는 카메라 또는 레이저를 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 시스템이 스트레인될 때 패스너 내부에 형성된 구성요소에 의해 틈이 바뀌는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 패스너 시스템이 스트레인될 때 패스너 시스템의 편향 가능한 와셔에 대해 틈이 바뀌는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 패스너 시스템이 스트레인될 때 편향 가능한 패스너 시스템의 와셔 또는 볼트 헤드에 의해 형태가 바뀌는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 스트레인될 때 패스너 시스템의 와셔와 볼트 헤드의 형태는 변하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 패스너의 하중을 표시하는데 사용되는 장치.
  9. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 패스너에 가해지는 하중이 설정된 하중에 도달한 순간을 표시하는데 사용되는 장치.
  10. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 패스너 체결 메커니즘과 연결하는데 사용되는 장치.
  11. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 원격 감지를 위한 신호를 전달하는데 사용되는 장치.
  12. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 패스너 시스템은 요구되는 구조를 가지는 예비-하중 창 안쪽에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 상승된 온도에서 하중을 표시하는데 사용되는 장치.
  14. 제 1항 내지 7항 중 한 항에 있어서, 원하는 패스너 시스템 예비-하중에 도달한 순간을 나타내는 신호 또는 경고를 제공하기 위해 사용되는 장치.
  15. 상대 운동을 하는 패스너의 감지된 부분과 접촉하지 않으면서 스트레인을 받을 때 패스너 시스템 부분의 상대 운동에 의해 발생되는 틈 또는 형태의 변화를 감지하도록 구조된 탐지기헤드, 및
    패스너에 적용되는 클램프 하중을 표시하는 출력 신호를 제공하기 위해 감지된 틈 또는 형태 변화에 감응하는 제너레이터 회로를 특징으로 하는 하중 측정 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    패스너에 적용되는 클램프 하중을 표시하기 위한 출력 신호에 감응하는 디스플레이를 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 탐지기헤드는 휴대용인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 탐지기 헤드는 배터리로 동력을 공급받는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 15 항에 있어서, 패스너와 인접해 탐지기 헤드를 탈착할 수 있게 고정하기 위한 부착 부분을 가지는 탐지기 헤드를 특징으로 하는 구조와 배치를 가지는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 패스너의 헤드 상단에 탐지기 헤드를 장착하기 위한 단부를 특징으로 하는 부착 부분을 가지는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 패스너의 스피것 둘레에 끼워맞추기 위해 직교하는 평평한 단부 면까지 뻗어있는 세로축을 따라 탐지기 헤드에 오목한 오우프닝을 가지는 것을 특징으로 하는 단부를 가지는 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 휴대용 헤드 안쪽에 배치할 수 있는 위치 설정 페그(peg)를 수용하기 위해 세로축을 따라 탐지기 헤드에 오목한 오우프닝을 가지고 패스너에 대해 일정한 부분으로 탐지기 헤드를 안내하기 위한 패스너 헤드를 가지는 것을 특징으로 하는 단부를 포함하는 장치.
  23. 제 20 항에 있어서, 단부는 자석을 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 20 항에 있어서, 단부는 스피것과 마찰 피팅되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 19 항에 있어서, 부착점은 패스너 헤드의 측부에 탐지기 헤드를 장착하기 위한 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 15 항에 있어서, 가변 틈 또는 형태를 감지하기 위한 탐지기 헤드의 구조와 배치는 탐지기 헤드의 세로축에 대해 탐지기 헤드의 한쪽 단부에 대칭으로 장착된 하나 이상의 리액턴스 커패시터를 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 커패시터가 실린더형으로 형성되는 하나 이상의 리액턴스 커패시터를 특징으로 하는 장치.
  28. 제 26 항에 있어서, 커패시터가 고리형으로 형성되는 하나 이상의 리액턴스 커패시터를 특징으로 하는 장치.
  29. 제 26 항에 있어서, 고리형 커패시터와 동심으로 장착된 실린더형 커패시터를 특징으로 하는 하나 이상의 리액턴스 커패시터를 가지는 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 고리형 커패시터와 동심으로 장착된 실린더형 커패시터는 탐지기 헤드의 세로축과 직교하는 탐지기 헤드의 단부면에서 일정한 간격으로 배치된 각 커패시터의 바닥면을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 29 항에 있어서, 고리형 커패시터와 동심으로 장착된 실린더형 커패시터는 탐지기 헤드의 세로축과 직교하는 탐지기 헤드의 단부면으로부터 서로에 대해 떨어져 배치된 각 커패시터의 바닥면을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 26 항에 있어서, 하나 이상의 리액턴스 커패시터는 한 쌍의 동심으로 장착된 고리 커패시터를 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 한 쌍의 커패시터는 탐지기 헤드의 세로축과 직교하는 탐지기 헤드의 단부면에서 등간격으로 배치되는 각 커패시터의 바닥면을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 15 항에 있어서, 가변 틈 또는 형태를 감지하기 위한 탐지기 헤드 구조와 배치는:
    하나의 탐지기 헤드까지 뻗어있는 탐지기 헤드의 세로축과 동심을 이루며 탐지기 헤드를 통과하는 중심 보어 및,
    틈 또는 형태의 변화를 알기 위해 중심 보어의 세로축과 동심을 이루는 카메라의 세로축을 가지는 중심 보어의 다른 쪽 단부와 인접해 장착된 카메라를 특징으로 하는 장치.
  35. 제 15 항에 있어서, 상대 운동을 한정하는 데이터를 감지하기 위한 탐지기 헤드 배치와 구조는:
    하나의 탐지기 헤드까지 뻗어있는 탐지기 헤드의 세로축과 동축을 이루는 탐지기 헤드를 통과하는 중심 보어 및
    상대 운동을 관찰하기 위해 중심 보어의 세로축과 동축을 이루는 레이저의 세로축을 가지는 중심 보어의 다른 쪽 단부와 이웃해 장착된 레이저를 특징으로 하는 장치.
  36. 제 15 항에 있어서, 패스너에 적용되는 클램프 하중을 표시하는 출력 신호를 제공하기 위해 감지된 틈 또는 형태의 변화에 감응하는 제너레이터 회로는 커패시턴스 전치증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제 15 항에 있어서, 패스너에 적용되는 클램프 하중을 표시하는 출력 신호를 제공하기 위해 감지된 틈 또는 형태의 변화에 감응하는 제너레이터 회로는 영상 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제 15 항에 있어서, 패스너에 적용된 클램프 하중을 표시하는 출력 신호를 제공하기 위해 감지된 틈 또는 형태의 변화에 감응하는 제너레이터 회로는 신호 전달 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제 15 항에 있어서,
    패스너에 적용되는 클램프 하중을 표시하기 위해 출력 신호에 감응하는 판독기를 특징으로 하는 장치.
  40. 제 15 항에 있어서, 상대 운동 부분은 볼트 헤드와 몸체에서 보어의 바닥에 고정된 바아를 특징으로 하는 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 상대 운동은, 볼트 헤드 위의 기준면에 대해 몸체를 세로 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    볼트 헤드의 기준면과 바아의 단부 면 사이에 틈은 바뀌는 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 제 15 항에 있어서, 상대 운동 부분은 편향된 와셔 부분을 특징으로 하는 장치.
  44. 제 43 항에 있어서, 상대 운동은 와셔의 밑면에 있는 리세스에 의해 형성된 와셔의 내부 환상 주변부를 편향하는 것을 특징으로 하는 장치.
  45. 제 43 항에 있어서, 상대 운동은 와셔의 외부 환상 주변부를 편향하는 것을 특징으로 하는 장치.
  46. 제 45 항에 있어서:
    와셔의 편향된 표면과 볼트로 죄어진 조인트의 기준면 사이에서 틈은 바뀌는 것을 특징으로 하는 장치.
  47. 제 15 항에 있어서,
    상대 운동 부분은 볼트 헤드의 제 1, 제 2 부분을 특징으로 하는 장치.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상대 운동은 볼트 헤드의 제 2 부분에 대해 볼트 헤드의 제 1 부분을 편향하는 것을 특징으로 하는 장치.
  49. 제 48 항에 있어서,
    헤드 모양은 바깥쪽 면에 중심 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    헤드 모양은 오목한 바깥쪽 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  51. 제 15 항에 있어서, 헤드 모양은 볼트 헤드의 하면에 내부 환상 그루브를 포함하고 중심 리세스를 가지는 볼트 헤드의 상부면에 스피것을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  52. 제 15 항에 있어서, 패스너 시스템의 볼트 헤드 모양은 바뀔 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  53. 제 15 항에 있어서, 패스너 시스템의 와셔와 볼트 헤드 모양은 바뀔 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  54. 제 15 항에 있어서, 바뀐 틈 또는 모양을 감지하기 위한 탐지기 헤드 구조와 배치는 탐지기 헤드의 세로축에 대해 탐지기 헤드의 한쪽 단부에 대칭으로 장착된 하나 이상의 커패시터를 특징으로 하는 장치.
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