KR20080064113A

KR20080064113A - 패스너 배치 도구를 위한 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20080064113A
Application number: KR1020087006123A
Authority: KR
Inventors: 리차드 폴 킹
Original assignee: 아브델 유케이 리미티드
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-07-08
Also published as: DE602006020895D1; CA2622282A1; EP1937428A1; JP2009508690A; GB2430174A; GB0518909D0; CN100525949C; JP5027134B2; US7788780B2; CN101262964A; EP1937428B1; ATE502706T1; GB2430174B; ES2359580T3; WO2007031760A1; PL1937428T3; ZA200802364B; BRPI0615944A2; US20080223896A1; AU2006290494A1

Abstract

블랙스템 블라인드 리벳의 패스너를 배치하는 패스너 배치 도구(11)는, 힘/스트로크 모니터링 장치(22)와 침골(18) 사이에서 도구에 장착된 분리가능한 조립체 본체(24)와, 침골(18)에 관하여 자(jaw) 조립체(17)에 수력 피스톤(16)에 의하여 인가된 힘을 감지하는 조립체 본체(24)에 의하여 행해지는 적재-셸 센서(33)와, 침골(18)에 관련한 자 조립체(17)의 위치를 감지하는 조립체 본체(24)에 의하여 행해지는 비접촉 스트로크-센서(35)로 이루어진 힘/스트로크 모니터링 장치(22)를 구체화한다. 스트로크-센서(35)는, 자 조립체(17) 또는 자 조립체와 함께 이동하는 도구의 임의의 부분과 실질적으로 접촉하지 않으면서 동작한다. 이 때문에, 자 조립체(17)는, 원뿔형 테이퍼 외부표면을 가지는 어댑터 관(23)에 의하여 수력 피스톤(16)에 접속한다. 어댑터 관(23)의 원뿔형 표면의 인접한 부분과 센서 사이의 틈 간격은 자 조립체(17)와 어댑터(23)의 축 위치에 의하여 변한다.

Description

패스너 배치 도구를 위한 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR FASTENER PLACING TOOL}

본 발명은 패스너 배치 도구를 위한 모니터닝 시스템에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는, 블랙스텀(breakstem) 패스너, 예를 들면, 블랙스텀(breakstem) 리벳을 배치하는 도구를 위한 힘(force)/스트로크(stroke)에 관한 것이다. 간략하게 말하면, 이러한 패스너는 더욱 강한 금속의 맨드릴(mandrel)를 그 보어 내에 함유하는 실질적으로 원통형 변형가능한 금속 셸로 이루어지며, 맨드릴은 한쪽 단부에 방사상으로 확대된 헤드를 가진 스템으로 이루어지며, 셸의 한쪽 단부에 인접한, 맨드릴의 다른 쪽 단부(꼬리 단부)는 셸의 다른 쪽 단부로부터 돌출하고 있다. 이러한 패스너는 기술 분야에서 숙련된 자들에게 잘 공지되어 있으며, 등록된 상표 AVEX, MONOBOLT, HEMLOK 및 AVDELOK로 폭넓게 시판되고 있다.

잘 공지되어 있는 바와 같이, 적절한 배치공구는 패스너 셸의 전술한 다른 쪽 단부와 접촉하는 돌출편(nosepiece)과, 맨드릴의 전술한 돌출 꼬리 부분을 쥐는 맨드릴 파악 수단으로 이루어진다. 패스너가 함께 리벳 고정될 두 개 이상의 부재로 이루어진 가공물 내에 적합한 개구 내로 삽입되는 경우, 배치 공구는 패스너에게 제공되어 맨드릴의 꼬리 단부는 파악 수단(gripping means)으로 진입하고, 도구 돌출편은 셸의 단부에 접촉한다. 도구는 가동되어 돌출편에 관하여 파악 수단을 철수하게 하고, 파악 수단은 맨드릴을 잡아서 셸에 관하여 파악 수단에 점진적으로 증가하는 장력을 인가하며, 셸에 대한 반작용력은 도구 돌출편에 의하여 지지된다. 이러한 것은 맨드릴이 셸에 관하여 점진적으로 이동하게 되어, 맨드릴 헤드는 셸로 진입하고, 셸이 돌출편의 멀리 떨어진 면을 넘어서 방사상 확장하게 하며, 도구 돌출편과 접촉상태에 있는 셸의 단부를 방사상 확장하므로 가공물의 일부와 함께 고정된다. 장력의 증가는 결국 맨드릴이 그 길이를 따라서 적절하게 미리 결정된 위치에서 약화된 부분(몹시 가파른 부분 breakneck)을 부순다. 도구는 수공(hydropneumatic)에 의하여 촉진된다. 이러한 도구와 동작 및 이용의 방법은 기술 분야에서 숙련된 자에게 잘 공지되어 있다. 이러한 도구의 하나의 예는 등록된 상표 GENESIS로 폭넓게 시판되고 있다.

실제로, 이러한 도구는 정확하고 최적으로 행할 수 있는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 본 발명은, 패스너를 배치하는 동안 도구의 스트로크(즉, 돌출편에 관련있는 맨드릴-파악 수단의 이동)를 진행시키면서 점진적으로 패스너에 도구에 의하여 인가된 힘이 변화하는 것을 모니터링 할 수 있게 함으로써, 정확하고 최적으로 행할 수 있는 시스템을 제공하고자 하는 데 있다.

본 발명은, 이러한 측면의 하나에 있어서, 첨부된 청구항 1에 있어서 상술하는 바와 같은 모니터링 장치를 제공한다. 더욱 바람직한 특징은 청구항 2, 6 및 8로 설명하는 바와 같다.

다른 측면에 있어서, 또한, 본 발명은, 청구항 3에서 상술하는 바와 같이 패스너 배치도구를 제공한다. 더욱 바람직한 측면은 청구항 4, 5, 6 및 9항으로 설명하는 바와 같다.

이하에서, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 예에 의하여 설명한다.

도 1은 모니터링 장치를 구체화하는 패스너 배치도구의 외부 측면 승강을 도시하는 도;

도 2는 모니터링 장치가 도구에 끼워 맞춤되기 전에 당해 모니터링 장치 조립품의 본체를 통한 축 단면도를 도시하는 도;

도 3은 도 2에 있어서 화살표 Ⅲ의 방향으로 취해진 단부 승강을 도시하되, 몇몇 부분을 가상으로 도시한 도;

도 4는 도구의 인접한 부분과 모니터링 장치 조립품을 통한 축 단면도이며, 이들과 함께 조립되는 방법에 대한 전개 형태를 예시한 도;

도 5는 조립된 배치를 통한 유사한 축 단면도를 도시하는 도;

도 6은 스트로크에 대한 힘의 그래픽 플롯의 설명적인 예를 도시하는 도.

본 실시예의 패스너 배치도구는 Genesis 모델 G4HD란 상품명 하에서 시판되고 있다. 일반적인 형태에 있어서, 동작 및 이용의 구성과 방법(모니터링 장치와는 별개)은 잘 공지되어 있다. 간략하게, 도 11을 참조하면, 도구(11)은, 공기식/수력 증강장치의 수력 실린더를 둘러싸는 피스톨 그립(grip)(12)에 의한 손잡이이며, 이것은 호스(13)를 통하여 가압하에서 에어로 공급된다. 피스톨 그립 위에 있는 것은 트리거(14)이며, 그것의 강하는 에어 벨브(15)의 개방함으로써 도구의 동작을 가동시켜서(도 4 및 도 5) 공기식/수력 증강 장치에 압축된 에어를 공급한다. 이것은 수압 피스톤(16)을 포함하는 수압실린더에 압력을 받는 수압유체의 살포를 야기하며, 그 정면단부는 수압피스톤의 단부는 자(jaw) 조립품(17)에 의하여 형성된 맨드릴-파악 수단에 접속된다. 피스톤(16)과 자 조립품(17)은 축(20)을 따라서 이동한다.

도구는 배치될 패스너의 셸과 접촉하는 셸-접촉 수단을 포함하며, 관형상 돌출편(19)의 정면 단부에서 철침(anvil)(18)의 형태로, 관형상 돌출편(19)의 내부에서 자 조립품(17)은 공동 축으로 이동한다. 모니터링 장치가 없는 표준 도구에 있어서, 돌출편의 배면부는 상기 도구 본체의 정면 단부(21)에 직접 나사 고정되어 있고, 자 조립품은 수력 피스톤(16)의 정면 단부에 직접 나사 고정되어 있다.

본 실시예는, 모니터링 장치는, 도구 본체(21)와 돌출편(19) 사이에 맞추어진 모니터링 조립품(22)과, 수력 피스톤(16)과 자 조립품(17) 사이에 맞추어진 실질적으로 관형상 피스톤 어탭터(23)로 이루어진다. 도구에 장치를 맞추기 위하여, 먼저 돌출편(19)과 자 조립품(17)은 각각 도구 본체(21)와 수력 피스톤(16)으로 부터 제거된다(나사 제거에 의하여). 도 4를 참조하면, 피스톤 어탭터(23)는 그의 배면 단부에서 피스톤(16)의 정면에 고정되며, 자 조립품은 피스톤 어댑터(23)의 정면 단부에 고정된다. 모니터링 조립품(22)는 본체(24)와 배면 덮개(25)로 이루어진 다(설명을 명확하게 하기 위하여, 도 4에서 도시하지 않음). 본체(24)는 도구 본체의 정면 단부(21)로 그의 배면부 돌출 나사 부분을 나사로 고정시킴으로써 도구 본체의 정면 단부에 고정되며, 모니터링 조립품(22)이 그 축(20)에 대하여 적절하게 주변을 둘러싸서 정렬된 후에, 고정나사(27)에 의하여 고정된다. 돌출편(18)에 관련한 자 조립품(17)의 상대적 축 위치는 그것이 원래 도구 내에 있는 것과 동일하다.

도 2 및 3을 참조하면, 모니터링 조립품 본체는 정면부(28)와 배면부(29)으로 이루어지며, 배면부는 나사 부분(26)을 신장시킨다. 이들 두 개의 부분 (28) 및 (29)는 3개의 나사(31)에 의하여 함께 단단하게 잠기며, 두 개의 워셔(32)(도 3에 있어서 두 개의 하부 나사 부근)와 제 3나사(31) 부근 적재 셸 센서(33)에 의하여 떨어져 있다. 이것은 본체(24)의 두 개의 부분(28)과 (29) 사이에 압축력을 감지하므로, 도구 돌출편(19)과 도구 본체(21) 사이에서 압축 적재가 감지된다. 상기 도구가 패스너를 설치하는 데 이용될 경우, 이러한 압축 적재는 노우즈(nose) 조립품(17)에 의하여 패스너에 인가된 장력으로부터 유도된다. 따라서, 도구의 이용에 있어서, 적재 셸 센서(33)는 도구에 의하여 패스너에 인가된 힘을 감지한다. 적재 셸(33)로부터 출력 신호는 케이블(34)을 따라서 공급된다.

또한 센서 조립품 본체(24)는 아날로그 유도 위치 센서(35)의 형태로 비접촉 스트로크 센서를 운반한다. 도 4 및 5에 도시한 바와 같이, 피스톤 어댑터(23)는 테이퍼된 그 외부 표면의 부분을 구비하며, 더욱 구체적으로는 축(20)에 대하여 공동 축인 원뿔(36)의 형태이다. 이것은, 도구의 이용시에 있어서, 원추 표면(36)은 스트로크 센서(35)를 인접하여 관통한다. 스트로크 센서(35)는 원추 표면(36)의 인접한 부분과 스트로크 센서의 단부 사이의 거리를 감지하며, 그 거리는 어댑터(23)가 철회된 거리에 관하여 선형적으로 변한다. 표면(36)이 축(20)에 대하여 원뿔이므로, 축에 대한 어댑터의 회전 위치는 이러한 방사상 거리에 차이가 없으므로, 이에 의하여 도구에 대한 어댑터의 조립품 제공을 더욱 용이하게 한다. 스트로크 센서(35)의 출력은 케이블(37)을 따라서 운반된다. 센서 본체(35)는, 배면 본체부(29)에 있어서 나사 고정된 보어(39)에 나사 고정되어 맞물리며(도 2), 그 위치는 잠김 링(41)에 의하여 고정된다.

전술한 바와 같이 도구에 모니터링 조립품(22)이 맞추어지기 전, 스트로크 센서는 상기 어댑터(23)의 원뿔형 테이퍼 면(36)에서 벗어나도록 철회된다. 전술한 바와 같이 부분이 함께 맞춰진 후, 자 조립체(17)와 어댑터(23)는 그들의 정상적(가동되지 않음)인 앞쪽 방향으로 위치하며, 스트로크 센서의 위치는, 원뿔형의 표면(36)으로부터 0.5mm의 간격을 감지할 때까지 조절한 다음, 잠김 링(41)에 의하여 그 위치에서 잠긴다. 도구의 이용에 있어서, 자 조립품(17)은 패스너 배치 동안 뒷쪽으로 이동하며, 센서(35)에 의해 감지되는 공간은 자 조립품에 의하여 이동하는 거리에 관련하여 선형적으로 증가한다.

도 1에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 힘 센서(33)와 스트로크 센서(35)의 출력은 모니터링 장치(42)에 케이블(34)(37)을 따라서 공급된다. 이것은 힘 및 스트로크 센서로부터 출력신호를 판단하며, 시각적 표시 스크린(43)과 같은 표시 장치에 결과물인 출력을 형성한다. 이것은 패스너를 배치하기 위하여 도구(11)의 동 작 중 진행함에 따라서 힘과 스트로크 값의 시각적 표시를 형성하며, 힘 값에 대한 스트로크 값의 그래픽 플롯의 형태로, 도구의 다음 동작을 개시 때까지 시각적 표시를 유지한다. 그래픽 플롯과 같은 예에 대하여 도 6에 도시한다. 밀리미터에 있어서 스트로크 거리는 수평축을 따라서 도시하며 킬로뉴톤에 있어서 힘는 수직축을 따라서 도시한다. 그래픽 플롯의 형상은, 도구에 의하여 배치된 패스너의 디자인, 크기 및 재료와 같은 요소의 갯수와, 이동 부분 내에서의 마모와 같은 것에 기인한 도구의 동작의 진행에 있어서의 임의의 변동에 따라서 좌우된다. 그래픽 플롯의 관찰은, 예를 들면, 패스너가 도구의 동작에 의하여 실제로 배치되었는지 여부와, 만약 그러하다면, 도구가 용이하게 행해지는 방법을 표시할 수 있다.

모니터링 장치(42) 내에서 신호 처리 장비는 개시와 정지 신호의 몇몇의 형태를 필요로 하며 다른 패스너를 배치하기 위하여 도구의 각각의 이용을 위한 처리 사이클을 가동시키고 종료시킨다. 이러한 목적을 위하여 도구의 트리거(14)의 동작을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 예에 있어서, 도구는 트리거 동작 센서(44)로 형성된다(도 4 및 도 5). 트리거가 도구의 동작을 개시하기 위하여 충분히 하강되는 경우에만 트리거가 조정되고 배치되어 출력된다. 트리거 센서 출력은 모니터링 유닛(42)에 캐이블(45)을 따라서 공급되어 전술한 바와 같이 그 동작을 가동시킨다. 스트로크 및 힘 센서와 같은, 트리거 센서 스위치(44)는 표준 도구에 탈부착이 용이하다.

발명은 전술한 예의 상세에 제한되지 않는다.

Claims

셸(shell)과 맨드릴(mandrel)을 포함하는 유형의 패스너(fastener)를

배치시키기 위한 패스너 배치 도구와 함께 이용하기 위한 모니터링 장치에 있어

서,

상기 도구에 점진적으로 증가하는 상대적인 힘이 점진적으로 가해져서 상기

맨드릴과 셸의 상대적인 위치를 점진적으로 이동시킴으로써 셸을 변형시키며,

상기 도구는 셸과 접촉하기 위한 셸-접촉 수단, 상기 맨드릴을 쥐기 위한 맨드릴-

파악 수단 및 상기 셸-접촉 수단에 대해서 상기 맨드릴-파악 수단에 점진적으로

증가하는 힘을 가하기 위한 힘-인가 수단을 포함하여, 이에 따라 상기 셸에 대해

서 상기 맨드릴을 점진적으로 이동시키며;

상기 모니터링 장치는,

힘-인가 수단과 셸-접촉 수단 사이에서 도구에 부착가능한 조립체 본체와;

셸 지지 수단에 관하여 맨드릴 파악 수단에 힘-인가 수단에 의하여 인가된 힘를 감지하는 조립체에 의하여 행해지는 힘 센서와;

셸-접촉 수단에 관련한 맨드릴 파악 수단의 위치를 감지하는 조립체 본체에 의하여 행해지는 비접촉 스트로크 센서로 이루어지되, 상기 스트로크 센서는 맨드릴-파악수단 또는 도구의 임의의 부분 또는 그것과 함께 이동하는 조립품과 물리적인 접촉 없이 동작하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 장치는, 맨드릴 파악 수단과 함께 이동하기 위하여 당해 맨드릴 파악 수단에 부착가능한 어댑터를 포함하며, 어댑터는, 맨드릴-파악 수단이 이동하고 스트로크 센서에 의하여 감지되는 때 테이퍼되거나 경사진 면의 인접한 부분과 스트로크-센서 사이의 거리가 변하도록 스트로크 센서를 지나서 이동하는 테이퍼되거나 경사진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
셸(shell)과 맨드릴(mandrel)을 포함하는 유형의 패스너(fastener)를

배치시키기 위한 패스너 배치 도구에 있어서,

상기 도구에 점진적으로 증가하는 상대적인 힘이 가해져서 점진적으로 상

기 맨드릴과 셸의 상대적인 위치를 점진적으로 이동시킴으로써 셸을 변형시키며,

상기 도구는 셸과 접촉하기 위한 셸-접촉 수단, 상기 맨드릴을 쥐기 위한 맨드릴-

파악 수단 및 상기 셸-접촉 수단에 관해서 상기 맨드릴-파악 수단에 점진적으로

증가하는 힘을 가하기 위한 힘-인가 수단을 포함하여, 이에 따라 상기 셸에 대해

서 상기 맨드릴을 점진적으로 이동시키며;

모니터링 장치를 구체화하는 패스너 배치 도구는, 힘-인가 수단과 셸-접촉 수단 사이에 도구에 탑재된 분리가능한 조립체 본체와,

셸-지지 수단에 관하여 맨드릴-파악 수단에 힘-인가 수단에 의하여 인가된 힘를 감지하는 조립체 본체에 의하여 행해지는 힘-센서와;

셸-접촉 수단에 관련한 맨드릴 파악 수단의 위치를 감지하는 조립체에 의하 여 행해지는 비접촉 스트로크 센서로 이루어지되, 상기 스트로크 센서는 맨드릴-파악 수단 또는 도구의 임의의 부분 또는 그것과 함께 이동하는 조립체와 물리적인 접촉 없이 동작하는 것을 특징으로 하는 패스너 배치 도구.
제 3항에 있어서,

상기 도구는 도구와 함께 이동하기 위하여 맨드릴-파악 수단에 부착된 어댑터로 이루어지며, 어댑터는, 맨드릴-파악 수단이 이동하고 스트로크 센서에 의하여 감지되는 때 테이퍼되거나 경사진 면의 인접한 부분과 스트로크-센서 사이의 거리가 변하도록 스트로크-센서를 지나서 이동하는 테이퍼되거나 경사진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 패스너 배치 도구.
제 4항에 있어서,

어댑터의 테이퍼되거나 경사진 면은 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 패스너 배치 도구.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 모니터링 장치 또는 청구항 3항 내지 청구항 제 5항 중 어느 항에 기재된 패스너 도구는, 힘/스트로크 비교 장치로 결합되며, 당해 장치는 힘-센서와 스트로크 센서에 의한 정보가 공급되며 힘의 변동으로 스트로크의 변동의 그래픽 플롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 패스너 배치 도구.
제 6항에 있어서,

도구 트리거 메카니즘은, 트리거 동작 센서로 형성되며, 또한 힘/스트로크 비교 장치에 정보를 공급함으로써, 트리거가 동작하여 힘 인가 수단이 가동하는 경우 비교 장치를 가동하는 것을 특징으로 하는 패스너 배치 도구.
실질적으로, 전술한 바와 같이 첨부된 도면를 참조하면서 설명된 모니터링 장치.