KR20090060413A

KR20090060413A - 하나 또는 복수의 볼트를 유압식으로 죄는 것을 설정하고 제어하기 위한 공정 및 장치

Info

Publication number: KR20090060413A
Application number: KR1020097004704A
Authority: KR
Inventors: 쟝-미셸 몽빌
Original assignee: 아크티에볼라겟 에스케이에프
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2009-06-12
Also published as: FR2905460B1; US8261421B2; US20100005663A1; CN101512313A; WO2008025922A3; EP2057450B1; FR2905460A1; JP2010501875A; EP2057450A2; CN101512313B; WO2008025922A2

Abstract

스크루 또는 스터드(4) 타입의 적어도 하나의 섕크의 조임 부분(34)에서 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법이 기술된다. 상기 프리로드를 가하는 단계는 섕크(4)의 그리퍼 부재(9) 및 텐셔너(6)를 이용하는 조임 부분(34)을 포함하는 섕크(4)의 연장 부분(33)을 인장시키는 단계를 포함한다. 상기 점검 방법은, 프리로드를 가하기 이전에는 상기 텐셔너가 정지 형상(rest configuration)으로 이동하고 그리퍼 부재(9)는 상기 정지 형상에서 텐셔너(6)와 접촉되는 단계 및 프리로드가 가해지고 나면 텐셔너(6)가 상기 정지 형상으로 복원되는 단계를 포함하며, 상기 정지 형상에서 텐셔너는 연장 부분(33)의 끝 부분들 중 한 끝 부분을 향해 가압되고 상기 연장 부분(33)의 최종 길이(Lf_θ)와 초기 길이(Li_θ) 사이의 차이는 임계치(threshold)에 대비된다(compared).

Description

하나 또는 복수의 볼트를 유압식으로 죄는 것을 설정하고 제어하기 위한 공정 및 장치{PROCESS AND DEVICE FOR SETTING UP AND CONTROLLING A HYDRAULIC CHUCKING OF ONE OR A PLURALITY OF BOLTS}

본 발명은 냉간 프리로드(cold preload)에 의해 조여진 볼트 분야에 관한 것이며 특히 조임 종료 시에 볼트의 섕크에서 프리로드를 점검하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

스크루 또는 스터드 타입의 섕크 및 하나 또는 그 이상의 너트를 포함하는 볼트는 다수의 구성요소들을 가진 구조물을 조립하도록 사용된다. 이는, 우수하게 조이기 위하여, 유압식 램을 사용하여 연신되어야 하는 조임 섕크(tightening shank), 그 뒤 상당한 양의 토크를 가하지 않고도, 조여져야 되는 구성요소들과 접촉해야 하는 조임 너트(tightening nut), 그 후 구속해제 되어야 하는 섕크에 가해지는 인장하중을 위해, 공지된 실시방법이다. 상기 구속해제된 섕크는 정지 상태의 길이(at-rest length)로 복원되는 경향이 있지만, 이는 너트에 의해 방지되기 때문에, 조여져야 되는 구성요소들에 클램핑력(clamping fore)을 가하게 된다. 이와 같 은 프리로딩 방법(preloading method)에 따라 너트에 조임 토크(tightening torque)를 가함으로써 너트가 조여져야 할 필요가 없다.

게다가 원형 플랜지를 죄기 위하여, 조여져야 되는 플랜지 주위로 분포된 다수의 볼트들은 교대로 조여진다. 이런 방식으로 죄기 위하여 각각의 볼트에 대해 다수의 조임 단계(tightening step)들이 필요하게 된다. 실질적으로는, 한 볼트를 조임으로써 그에 인접한 볼트들의 응력은 완화된다. 본 출원인에 따르면, 각각의 볼트를 죄기에 필요한 단계들의 개수는 조여져야 되는 원형 플랜지 주위에 분포된 볼트들의 개수와 함께 급격하게 증가된다.

다수의 볼트들을 죄는 실례에 따라, 직경에 있어서 수백분의 일 밀리미터 또는 심지어 수 미터를 측정하는 롤링 베어링(rolling bearing)의 경우에 대해 언급되는데, 이는 풍력 발전기 블레이드(wind generator blade)들을 풍력 발전기의 회전 중앙 허브에 부착하거나 또는 풍력 발전기 로터가 장착된 방향성 전기 발전기(directional electric generator)를 정지 마스트의 최상측 부분에 부착하기에 필요하다. 상기 대형 롤링 베어링의 링들 중 하나는 일반적으로 상기 기계장치의 한 부분 상에 공장-장착되며(factory-fitted) 다른 링은 동일한 크기를 가진 원형의 조임 플랜지(tightening flange)에 연결된다. 이 조임 플랜지는 풍력 발전기가 최종적으로 조립되는 현장에서 기계장치의 회전 부분과 함께 조립될 수 있다. 이 플랜지들 중 단지 하나를 부착하기 위해 대략 100개의 볼트를 필요로 할 수 있다.

다수의 볼트들 중 단지 하나를 바람직하지 못하게 분실함으로써 그 외의 다른 볼트들에 노크-온 효과(knock-on effect)가 발생되며 플랜지에 하중이 가해지고 비틀리는 위험이 수반되며 이에 따라 그 외의 다른 볼트들은 상기 볼트의 탄성한계를 초과하게 된다. 이에 따라 도미노 효과를 통해, 전체적인 체결상태가 훼손될 수 있다. 종종, 조임에 있어서 불특정성의 경우 특히 가해지는 토크에 조여질 때 볼트와 너트는 엔지니어링 기준에 초과된다(over engineered). 이는 조임의 정확성을 개선시키지는 못하지만 조립체의 중량과 크기를 증가시켜서 상당한 높이에서 조립되어야 되는 기계장치의 경우에 특히 위험하다.

문헌 FR 2 841 304호(SKF)는 원주방향으로 분포된 복수의 유압 장치들이 장착된 고리 모양의 판을 포함하는 장치를 기술한다. 이 장치로 인해 예를 들어 원형 플랜지 주위에 분포된 복수의 스레드가공된 섕크(threaded shank)들을 전체적으로 죌 수 있다. 스레드가공된 모든 섕크들에 인장력이 동시적으로 가해지며, 조임 너트들은 조여져야 되는 구성요소를 가진 각각의 섕크들과 접촉되고, 그 뒤 인장력은 동시적으로 구속해제된다. 동시적으로 인장력을 가하는 것(simultaneous tensioning)은 조여져야 되는 볼트 개수가 매우 많은 원형 플랜지를 조이는 데 특히 유리하다. 볼트를 동시적으로 인장시킴으로써 복수의 단계에서 각각의 볼트를 교대로 조일 필요가 없다. 상기 방법의 단점으로는, 인장력이 각각의 볼트에 유지되며 그 후 섕크를 동시적으로 구속해제하는 것은 조임 너트의 위치배열(positioning)에 좌우된다는 점이다. 섕크가 연신되는 동안 조임 너트들 중 하나가 조여져야 되는 플랜지와 접촉되어 정확하게 위치되지 못한다면, 신장될 수 있는 인장력이 점검되었고(checked) 너트가 조여졌다 하더라도 볼트의 조여진 부분 내의 인장력은 매우 낮을 수 있다. 따라서 구현된 조임을 점검하기 위한 수단을 가질 필 요가 있다.

문헌 FR 2 871 231호(SKF)는 너트에 의해 경계면이 결정되는 스크루 또는 스터드 타입의 섕크의 기계가공 부분에서 잔여 인장력(residual tension)을 점검하는 방법을 기술한다. 상기 점검 방법은, 섕크가 인장되었으며 축방향 연신(axial stretching)에 의해 너트가 끼워맞춤 되고 그리고 섕크가 구속해제된 후 수행된다. 상기 점검 방법은 인장력의 함수로서 섕크의 연신율(elongation)을 측정하는 단계로 구성된다. 상기 점검 방법의 단점으로는, 상기 방법이 각각의 주어진 볼트에 대해서 개별적이며 섕크는 점검 작업을 위해 특히 재-인장(re-tensioned)되어야 한다는 점이다.

또한 상기 문헌은 구속해제뒤에 볼트의 섕크의 잔여 연신율(residual elongation)을 결정하기 위하여 게이지 볼트(gauged bolt)를 사용하는 또 다른 점검 방법을 기술한다. 기준 게이지 봉(reference gauging rod)은 점검되어야 하는 볼트의 중앙에서 기계가공된 축방향 통로 내에 위치된다. 이 방법에서, 볼트의 최상측과 게이지 봉의 최상측 사이의 위치에서 차이는 필러(feeler)를 사용하여 조임의 전과 후가 비교된다. 상기 방법은 비용이 많이 들고 섕크의 개별적인 점검작업에 한정되며 점검 단계를 수행하기 위하여 통상 인장 장치가 제거된다. 또 다른 방법은 프리로딩 전과 후에 볼트의 섕크 상에 초음파 프로브(ultrasound probe)를 배치하는 것이다. 이 방법은 전문적인 운영자를 필요로 하며 각각의 볼트에 가해져야만 한다. 이 방법도 비용이 많이 든다. 또 다른 방법은 볼트 내의 하중을 측정할 수 있는 센서 와셔(sensor washer)를 가진 볼트를 끼워맞추는 것이다. 이 점검 수 단은 점검되어야 하는 볼트에 영구적으로 끼워맞춰진 채로 유지된다.

문헌 DE 28 46 668호는 스터드 조임 장치용 연신율 측정 기기를 기술한다. 스터드는 게이지 봉이 통과하는 축방향 보어를 가진다. 게이지 봉은 상기 봉의 끝 부분을 거쳐 스터드의 하측 부분에 고정된 너트에 접한다(butt). 연신율 측정 기기는 게이지 봉의 최상측에 위치되며 스터드의 최상측 면에 대해 지탱된다. 이와 같은 프리로드 점검 방법은 스터드를 통과하는 게이지 봉이 끼워맞춤 되어야 하는 특별 목적용 스터드를 필요로 하는 단점을 가진다. 이에 따라 스터드 또는 스터드들의 기계가공 횡단면이 감소된다. 하나 또는 그 이상의 표준형 스터드 내에 가해진 프리로드를 점검할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 기술된 문제점들 중 적어도 한 문제점을 극복하는 적어도 하나의 섕크의 조임 프리로드(tightening preload)를 가하고 점검하기 위한 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명의 한 목적은 신속하게 점검하여 불충분하게 프리로딩된 표준형 섕크(standard shank)가 탐지될 수 있도록 하는 것이다.

특히, 본 발명의 장치 및 점검 방법은 프리로드를 점검하거나 또는 프리로딩 장치를 제거해야만 하거나 또는 일단 프리로드가 가해지고 나면 값비싼 점검 수단에 의존(resort)해야만 하기 위하여 특별히 섕크의 리텐션(retension)을 제거하는데 또는 표준형 섕크 또는 스터드 내의 프리로드를 점검하는데 목적이 있다.

점검되어야 하는 몇몇 섕크에 실시될 때, 본 발명의 점검 장치 및 방법은 볼트의 섕크에 동시적으로 프리로드를 가하고 모든 섕크를 전체적으로 점검하는 방법과 함께 사용하는 것에 목적이 있다.

한 실시예에 따르면, 본 발명은 스크루 또는 스터드 타입의 적어도 하나의 섕크의 조임 부분(tightening portion)에서 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법에 관한 것이다. 상기 프리로드를 가하는 단계는 섕크의 그리퍼 부재 및 텐셔너를 이용하는 조임 부분을 포함하는 섕크의 연장 부분을 인장시키는 단계를 포함한다. 상기 점검 방법은, 프리로드를 가하기 이전에는 상기 텐셔너가 정지 형상(rest configuration)으로 이동하고 그리퍼 부재는 상기 정지 형상에서 텐셔너와 접촉되는 단계 및 프리로드가 가해지고 나면 텐셔너가 상기 정지 형상으로 복원되는 단계를 포함하며, 상기 정지 형상에서 텐셔너는 연장 부분의 끝 부분들 중 한 끝 부분을 향해 가압되고 상기 연장 부분의 최종 길이와 초기 길이 사이의 차이는 임계치(threshold)에 대비된다(compared).

인장 프리로드(tension preload)는 예를 들어 유압식 인장(hydraulic tensioning)을 이용하여 가해진다. 일반적으로, 섕크 내의 프리로드를 점검하기 위하여, 점검되어야 하는 프리로드를 가하기에 필요한 부재들이 사용된다. 그리퍼 부재들이 접촉되는 초기 단계로 인해, 텐셔너의 정지 형상은, 프리로드가 가해지고 나면 연장 부분의 초기 길이를 지시하는 컨트롤(control)로서 작용하는데, 이는 연장 부분의 끝 부분들이 접촉에 의해 어떠한 초기 유극(play)도 포함하지 않는 일련의 하중 전달 부재들에 의해 텐셔너에 연결되기 때문이다. 일단 프리로드가 가해지고 나면, 그리퍼 부재는 점검되어야 하는 섕크 상의 동일한 장소에 고정되도록 유지된다. 조임 부분에서의 프리로드로 인해, 연장 부분은 길이진다. 정지 형상으로 복원될 때, 일련의 하중 전달 부재들 내에 틈(clearance)이 삽입된다. 그 동안 텐셔너가 정지 상태로 가해지는 단계로 인해, 이 틈은 점검되어야 하는 각각의 섕크에 대해 단지 한 지점 이격되어 나타난다. 상기 틈은 조임 응력(tightening stress)을 직접적으로 나타낸다. 프리로드를 점검하기 위하여 상기 프리로드를 가하도록 사용되었던 부재들의 용도로 인해, 프리로드를 가하고 이를 점검하는 단계는 완전히 통합된다(highly integrated). 점검 시간은 짧으며 프리로드가 가해지고 난 뒤 언제라도 점검할 수 있다. 프리로딩 수단(preloading means)을 제거할 필요가 없으며 이는 점검 작업의 결과로 하나의 섕크가 불충분하게 프리로딩 되면, 이 프리로딩이 다시 수행될 수 있고 재-점검될 수 있는 것을 의미한다. 초음파 프로브(ultrasound probe) 또는 게이지 볼트(gauged bolt)와 같은 값비싼 수단을 사용하기에 복잡한 점검 수단에 의존(resort)할 필요가 없다.

유리하게, 각각의 섕크의 연장 부분의 초기 길이와 최종 길이 사이의 차이가 측정된다. 측정된 섕크의 각각의 연장 부분에 의한 길이에 있어서 차이는 축방향 프리로드 값을 나타내며 특정 섕크가 불충분하게 또는 과도하게 프리로드 되었는지 여부를 식별한다.

대안의 형태에 따르면, 상기 방법은, 각각이 동일한 길이의 조임 부분을 가지는 적어도 2개의 섕크를 점검하기 위하여, 최종 길이와 이에 상응하는 초기 길이 사이의 가장 작은 차이를 보여주는(exhibit) 섕크는 상기 섕크가 최소한의 프리로드를 가지도록 하기 위해 식별된다(identified). 이에 따라 운영자는 그 안의 변형(anomaly)을 탐지하기 위하여 한 섕크를 면밀히 조사할 수 있다.

또 다른 대안의 형태에 따르면, 이 방법은 동일한 길이의 조임 부분을 포함하는 적어도 3개의 평행한 섕크들의 조임 프리로드(tightening preload)를 점검하기 위한 목적으로 사용된다. 프리로드를 가하는 단계는 섕크들의 연장 부분들의 끝 부분들 중 하나에 위치된 섕크의 그리퍼 부재들을 제공하며, 연장 부분들의 그 외의 다른 끝 부분들의 상대적인 위치는 프리로드를 가하는 단계에 의해 불변한다. 상기 점검 방법은, 프리로드를 가하기 이전에는 그리퍼 부재들이 초기 위치에서 텐셔너의 기준 표면과 접촉하는 단계 및 일단 프리로드가 가해지고 나면 상기 기준 표면이 적어도 3개의 그리퍼 부재들에 대해 최종 위치로 강하게 가압되는 단계를 포함하며, 기준 표면의 최종 위치와 초기 위치 사이의 거리는 적어도 3개의 측정 지점들에서 측정된다. 이 대안의 형태는 모든 섕크들이 단일 절차로 전체적으로 점검될 수 있다는 이점을 가진다. 예를 들어 3개 센서 세트를 사용하여 동시적으로 조여진 다수의 스터드의 연신율을 점검할 수 있다. 이는 다수의 볼트들을 수용하는 플랜지 조임부(flanged tightening)의 경우에 특히 유리하다.

유리하게, 섕크의 연장 부분의 초기 길이와 최종 길이 사이의 최소한의 차이(minimal difference)는 측정된 거리의 함수로서 각각의 섕크를 위해 산정된다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 본 발명은 구성요소를 죌 때 적어도 하나의 섕크의 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 점검되어야 하는 섕크를 위하여 상기 섕크 상에 위치된 그리퍼 부재 및 바디와 피스톤이 장착된 텐셔너를 포함한다. 상기 텐셔너는 피스톤이 그리퍼 부재의 상호 보완적인 표면에 대해 지탱되는 베어링 표면 및 텐셔너 바디가 조여져야 되는 구성요소의 상호 보완적인 표면에 대해 지탱되는 베어링 표면을 포함하고, 상기 텐셔너는 상기 베어링 표면들이, 정지 형상에 있지 않을 때, 섕크에 인장력을 가하기 위하여 서로에 대해 상대적으로 고정되는 정지 형상을 가진다. 상기 장치는 상응하는 상호 보완적인 표면에 대해 텐셔너의 베어링 표면들 중 하나를 가압하기 위한 가압 수단 및 정지 상태에 있는 텐셔너의 그 외의 다른 베어링 표면과 임계치(threshold)에 대해 상응하는 상호 보완적인 표면 사이의 거리를 비교하기 위한 비교 수단(comparison means)을 포함한다.

텐셔너의 베어링 표면들은 정지 형상에 있지 않을 때 섕크를 인장시킬 수 있으며, 이는 정지 형상에 있는 텐셔너가 섕크 내에 프리로드를 가하기 이전에 초기 형상과 일치하도록 만들어질 수 있음을 의미한다. 일단 프리로드가 가해지고 나면, 텐셔너가 정지 형상으로 복원됨으로써 초기 형상의 구체적인 실시예를 제공한다. 2개의 상호 보완적인 표면들 사이의 초기 거리와 최종 거리 사이의 차이는 섕크의 연신율에 상응한다. 이 연신율은 조임 프리로드를 거치는 섕크의 부분의 연신율 때문이다. 텐셔너를 가압하는 수단으로 인해 2개의 상호 보완적인 표면들 사이의 최종 거리가 측정될 수 있다.

비교 수단은 불충분한 연신율을 나타내는 임계치에 대해 2개의 상호 보완적인 표면들을 분리시키는 초기 길이와 최종 길이 사이의 차이를 비교한다. 연장 부분의 최종 길이를 감응(sense)하도록 사용되는 구성요소들도 또한 프리로드를 가하도록 사용되며 이는 조이도록 사용되는 구성요소들을 제거하는 필요성 없이도 점검작업이 수행될 수 있음을 의미한다. 예를 들어 가압 수단은 공압식 램 또는 스프링-장착된 장치들로 구성되며 비교 수단은 유도 또는 전위차 변위 센서(inductive or potentiometric displacement sensor)들로 구성될 수 있다. 가압 수단은 하중(loading)에 따라 선택되며 이로 인해 상기 가압 수단이 작동함으로써 오직 극히 미세한 변형만이 야기될 것이다. 측정 수단(measurement means)의 정확성은 볼트 섕크 내에서 프리로드를 측정하기 위해 필요한 정확성에 따라 결정된다.

유리하게, 가압 수단은 상응하는 상호 보완적인 표면에 대해 텐셔너의 베어링 표면들 중 하나를 가압할 수 있으며 이와 동시에 그리퍼 부재를 섕크들에 대해 고정되도록 유지시킨다.

유리하게, 텐셔너는 유압식 램을 포함한다. 이는 승인될 필요가 있는 오직 최소한의 프리로드를 점검하기에 유리하다. 구체적으로, 주어진 오일 압력과 램의 공지된 기하학적 형상을 위해 최대 인장하중이 알려져 있다. 구성요소들의 마찰 또는 오정렬(misalignment)과 같은 임의의 미정변수(random unknowns)들은 섕크에 가해진 프리로드를 경감시키는 것 밖에는 아무런 작용을 할 수 없다.

대안의 형태에 따르면, 상기 장치는 동일한 길이를 가진 조임 부분 상에서 복수의 평행한 섕크들의 조임 프리로드를 동시적으로 점검하기 위한 것이다. 상기 장치는 점검되어야 하는 섕크들에 공통적인 텐셔너 바디 및 섕크들에 상응하는 복수의 피스톤들을 포함한다. 측정 수단(measurement means)은, 적어도 3개의 측정 지점들에서, 조여져야 되는 구성요소와 텐셔너의 바디의 베어링 표면 사이의 거리를 측정할 수 있다.

유리하게, 상기 장치는 측정된 적어도 3개의 거리들의 함수로서, 인장된 최소 섕크(least tensioned shank)를 배치시킬 수 있는 산정 수단(calculation means)을 포함한다.

유리하게, 텐셔너는 하나의 정지 형상을 가지며, 상기 정지 형상에서, 점검되어야 하는 섕크들에 상응하는 피스톤들은 텐셔너 바디의 내부 한계 스톱(limit stop)들에 의해 고정되고(immobilized), 텐셔너의 기준 표면은 정지 상태에 있는 피스톤들의 복수의 베어링 표면들에 의해 형성되며, 점검되어야 하는 섕크들의 그리퍼 부재들은 프리로드가 가해지기 전에 텐셔너의 기준 표면과 접촉되어야 하고, 일단 프리로드가 가해지고 나면 가압 수단은 적어도 3개의 접촉 그리퍼 부재들에 대해 텐셔너의 기준 표면을 강하게 가압할 수 있다.

또 다른 대안의 형태에 따르면, 텐셔너 바디는 전체적으로 고리 모양의 형태로 구성되며 점검되어야 하는 섕크들은 원(circle) 주위에 분포되고 상기 고리 형태의 축에 평행하다. 이러한 타입의 장치는 원형 플랜지의 조임을 점검하기에 특히 유리하다.

유리하게, 텐셔너 바디가 구성요소에 대해 지탱되는 베어링 표면은 전체적으로 링 형태로 구성되며, 가압 수단은 조여져야 되는 구성요소에 대해 지탱하며 상기 링 주위에 분포된 3개의 지지점(support point)들에서 텐셔너의 고리 모양의 바디를 이동시킬 수 있다. 이러한 타입의 장치의 이점으로, 링 상의 넓게 이격된 2개의 위치들에서 2개의 섕크들이 불충분하게 프리로딩되는 확률(probability)은, 심지어 매우 많은 볼트가 있을 때에도, 오직 하나의 섕크가 불충분하게 프리로딩되는 확률보다 훨씬 작다는 점이다. 이에 따라, 측정될 때, 기울어지는 것을 함께 야기하는 몇몇 볼트보다 상기 방향으로 불충분하게 프리로드된 하나의 볼트로 인해, 링(ring)이 주어진 임의의 방향으로 기울어지는 것을 관측할 훨씬 더 많은 기회가 있다. 상기 경사가 불충분하게 조여진 볼트들의 개수의 결과일 때, 본 발명의 방법은 오직 하나의 볼트가 야기될 때보다 약간 더 오래 걸리는 볼트를 찾아낼 수 있다.

본 발명의 추가적인 형태들과 이점들은 비제한적인 실례들과 첨부된 도면들에 의해 예시된 본 장치의 다수의 실시예들의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해 질 것이다.

도 1은, 도 6의 평면(I-I) 상에서, 원형 플랜지(flange)를 죄도록 사용된 섕크의 프리로드를 점검하고 프리로딩 하도록 사용되는 장치를 도시한 횡단면도이다. 이 부분은 섕크 내에 프리로드를 가하기 전의 초기 형상에 상응하는 정지 형상에서 상기 장치를 예시한다.

도 2는 연신 형상(stretch configuration)에서 본 장치의 반쪽 부분을 도시한 도면.

도 3은 조임 너트(tightening nut)를 끼워 맞춘 후에 본 장치의 반쪽 부분을 도시한 도면.

도 4는 섕크를 구속해제한 후에 본 장치의 반쪽 부분을 도시한 도면.

도 5는 텐셔너(tensioner)가 그리퍼 부재들에 대해 가압되고 난 후에 본 장치의 반쪽 부분을 도시한 도면.

도 6은 본 장치를 상부로부터 바라본 도면.

도 7은 복수의 섕크들을 프리로딩하고 점검하는 전체 작업 동안 텐셔너 바디의 베어링 표면의 움직임(movement) 및 텐셔너의 기준 표면의 움직임을 도식적으로 도시한 도면.

도 1에 도시된 바와 같이, 축(2)의 원형 플랜지(flange, 1)는 복수의 스터드(stud, 4) 및 각각의 스터드(4)에 상응하는 조임 너트(tightening nut, 5)에 의해 스탠드(3)에 부착되는데, 도 1에는 이 스터드들 중 오직 하나의 스터드가 도시된다. 텐셔너(tensioner, 6)는 텐셔너 바디(7) 및 조여져야 되는 스터드(4)가 있을 때 최대한 많은 피스톤(8)을 포함한다.

대안의 형태에서, 상기 텐셔너(6)는 조여져야 되는 스터드가 있을 때 최대한 많은 개별적인 텐셔너들을 포함하는 강성 조립체(rigid assembly)가 된다. 각각의 개별적인 텐셔너는 하나의 실린더와 하나의 피스톤(8)을 포함한다.

또한 프리로드(preload)를 가하고 점검하기 위한 장치는 조여져야 되는 각각의 스터드(4)를 위한 그리고 각각의 육각형 조임 너트(5)를 위한 그리퍼 부재(9), 스프링(11)에 의해 조임 너트(5)에 대해 강하게 가압되고 구동 휠(drive wheel, 12)에 의해 구동되는 위치배정 휠(placement wheel, 10) 및 위치배정 모터(placement motor, 13)를 포함한다. 또한 이 장치는 가압 및 측정 수단(pressing and measurement means, 14)을 포함한다.

텐셔너 바디(7)는 조여져야 되는 원형 플랜지(1)와 같은 동일한 축(2) 상에서 고리 형태로 구성되며, 전체적으로 링의 형태를 가지는 베어링 표면(bearing surface, 15)에 의해서 상기 원형 플랜지(1)에 대해 고정된다(rest). 텐셔너 바디(7)는 베어링 표면(15)에 대해 수직이며 각각의 스터드(4)의 섕크(shank)의 축과 일치하는 축에 대해 각각 비대칭적인 형태를 가지는 복수의 하우징(housing, 16)을 포함한다. 상기 하우징(16)들은, 그들의 축을 따라, 베어링 표면(15)에 축방향으로 근접하게 위치된 근위부 공동(proximal cavity, 17), 그 뒤에 중앙 부분에서 축방향으로 위치된 보어(18) 및 텐셔너 바디(7)의 원위 부분에 축방향으로 위치되고 상기 보어(18)와 동축으로 형성되며 숄더(20)에 의해 상기 보어(18)에 연결되는 보어(19)를 포함한다. 보어(19)는 보어(18)보다 더 큰 지름을 가진다. 또한 텐셔너 바디(7)는 숄더(20)에 인접한 하우징(16) 내로 개방되는 방사형 통로(radial passage, 21)를 포함한다.

피스톤(8)은 보어(18, 19)에 일치하는 2개의 외측 지름(18a, 19a) 및 숄더(20)에 상응하는 숄더(20a)를 가진다. 상기 외측 지름(18a, 19a)들은 압축 오일을 수용하도록 통로(21)의 각 측면 상에 축방향으로 위치된 밀봉 링(22)들이 끼워 맞춤된 홈(groove)들을 가진다. 각각의 피스톤(8)은 내부 보어(23)와 축방향 베어링 표면(24)을 가진다.

그리퍼 부재(9)는 스터드(4)의 원위 부분(4a)의 스크루 스레드(screw thread)에 상응하는 내부 스크루 스레드(25)를 가진다. 또한 상기 그리퍼 부재(9)는 림(rim, 26)의 상호 보완적인 표면(26a)에 의해 베어링 표면(24)에 대해서 정지할 수 있도록 반지름방향으로 연장되는 림(26)을 포함한다. 또한 상기 그리퍼 부재(9)는 피스톤(8)의 보어(23)와 협력(collaborate)하기 위한 가이드 지름(guide diameter, 27)을 포함한다.

본 장치는 텐셔너 바디(7)가 형성하는 링 주위에서 동일한 거리들로 이격되며 상기 텐셔너 바디(7)의 내부 측벽(7a) 상에 위치된 적어도 3개의 가압 및 측정 수단(14)을 포함한다(도 6 참조). 도 1에 예시된 상기 수단(14)은 공동(28), 피스톤(29) 및 광학 판독 장치(30)를 포함한다. 이 공동은 상기 공동(28) 내로 개방되는 덕트(31)에 의해 공압식 통로(pneumatic passage)에 연결된다. 공동(28)으로부터 돌출되는 부분 내에서 피스톤(29)에는 광학 판독 장치(30)에 의해 탐지될 수 있는 새겨진 패턴(engraved pattern, 32)들이 장착된다. 대안예로서, 측정 수단은 다이얼-타입의 아날로그 비교측정기(comparator)들을 포함할 수 있다. 이 비교측정기들은 값비싸지 않고 산정 수단(calculation means)에 연결될 필요가 없으며 점검되어야 하는 소수의 볼트(bolt)용으로 적합하다.

스터드(4)는 스탠드(3) 내에 강제적으로 나사 고정되기 위한 기본 스크루 스레드(base screw thread, 4b), 원형 플랜지(1)를 통해 통과하는 평면 부분(plain part, 4c) 및 제 2 스크루 스레드(4d)를 가지며, 상기 제 2 스크루 스레드는 바디의 베어링 표면(15)에 인접하고 조임 너트(5)를 수용하기 위한 근위 부분(4e) 및 그리퍼 부재(9)를 수용하기 위한 원위 부분(4a)을 포함한다.

대안의 형태에서, 조임 너트(5)는 예를 들어 6개의 방사형 홀(radial hole)들이 장착된 원통형 형태로 구성된다. 운영자는 설정-토크 토크 렌치(set-torque torque wrench)의 걸쇠 끝 부분을 상기 방사형 홀들 중 하나에 밀어 넣고 1/6 회전시켜 조임 너트(5)를 조이며 그 다음 방사형 홀로 계속하여 설정 토크에 도달할 때까지 지속한다. 상기 렌치로 인해 너트(5)는 섕크 내로 비틀림 응력을 가하지 않고 반복적으로 접촉될 수 있다. 대안으로서, 원통형 너트에는 톱니들 또는 노치(notch)들이 장착될 수 있으며 이에 따라 상기 원통형 너트는 자동 방식으로(motorized manner) 접촉될 수 있다.

대안의 형태에서, 가압 수단(pressing means)은 텐셔너(6)의 바디(7) 내로 통합된다. 예를 들어 유도(inductive) 타입의 측정 수단(30)은 상기 가압 수단으로부터 분리된다.

이제, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 스터드(4)를 프리로딩(preload)하고 프리로드 가공품(preload works)을 점검하는 장치가 기술될 것이다. 복수의 스터드(4)가 스탠드(3) 내에 강제적으로 나사 고정되는 일련의 단계 순서에서, 원형 플랜지(1)는 상기 원형 플랜지가 스탠드(3)와 접촉할 때까지 스터드(4) 위에서 미끄러지고(slipped), 조임 너트(5)는 스터드(4)의 근위 부분(4e) 상에 나사 고정되며, 텐셔너(6)는 플랜지(1) 주위로 미끄러져서 피스톤(8)이 스터드(4)를 수용하게 된다. 그 뒤 상기 장치는 텐셔너(6)가 정지 형상(rest configuration)이 되는 초기 형상(initial configuration)이 되며(도 1 참조), 상기 정지 형상에서 각각의 피스 톤(8)의 모든 숄더(20a)들은 텐셔너 바디(7)의 숄더(20)와 접촉된다. 각각의 그리퍼 부재(9)들은 림(26)이 이에 상응하는 피스톤(8)의 베어링 표면(24)과 접촉할 때까지 상응하는 스터드(4)의 원위 부분 상에 나사 고정된다.

각각의 가압 및 측정 수단(14)의 피스톤(29)은 상기 피스톤이 공동(28)의 내측으로 철회되는 철회 위치(retracted position)로 이동되며 이에 따라 원형 플랜지(1)에 대해 정지되는 텐셔너 바디(7)의 베어링 표면(15)으로부터 돌출되지 않는다. 상기 초기 형상(initial configuration)에서, 텐셔너(6)의 베어링 표면(15, 24)들은 이에 상응하는 상호 보완적인 표면들과 접촉되며 어떠한 스터드(4)에도 축방향 응력이 가해지지 않는다. 스터드(4)는, 연신되어야 하며 스탠드(3)와 같이 그리퍼 부재(9)로부터 최대한 멀리 제 1 근사부(first approximation)로 연장되는 연장 부분(extension portion, 33)을 가진다. 상기 초기 형상에서, 이 연장 부분(33)은 초기 길이(initial length) "Li"를 가진다.

도 2에 예시된 바와 같이, 압축 오일은 각각의 피스톤의 숄더(20, 20a) 사이의 각각의 통로(21)를 통해 유입된다. 밀봉부(22)들로 인해, 피스톤(8)은 텐셔너 바디(7)의 베어링 평면(15)으로부터 이격되어 이동하며 이와 동시에 그리퍼 부재(9)를 상승시킨다. 스터드(4)에 가해지는 인장력은 스레드가공된 2개의 끝 부분(threaded end, 4a, 4b) 사이에서 실질적으로 균일하다. 스터드(4) 재료에 가해지는 축방향 응력은 스크루 스레드(25)의 제 1 스레드들을 따라 원위 부분의 내측에서 점차적으로 감소된다. 이는 스터드(4)의 기본 스크루 스레드(4b)에 의해 가해지는 축방향 응력의 경우에서도 동일하다. 상기 응력은 스탠드(3)의 제 1 스레드들 로부터 우측으로(right) 점차적으로 감소한다. 연장 부분(33)은 연장된 길이(extended length) "Le"를 가진다.

도 1에 예시된 위치배정 모터(placement motor, 13)는 위치배정 휠(10)의 톱니 세트와 맞물리는 구동 휠(12)을 회전시킨다. 위치배정 휠(10)은 육각형 하우징(10a)이 조임 너트(5)의 상호 보완적인 6개의 플랩(flap, 5a)과 각도에 있어서 일치될 때까지(angularly coincide) 스터드(4)의 축 주위로 피벗회전 한다. 스프링(11)은 위치배정 휠(10)을 가압하여 조임 너트(5) 위로 끼워 맞춤된다. 구동 휠(12)에 속한 톱니들은 위치배정 휠(10)의 상호 보완적인 톱니들을 따라 슬라이딩 이동한다. 위치배정 모터(13)에 의해 가해진 토크는 원형 플랜지(1)와 접촉할 때까지 조임 너트(5)를 회전시킨다. 이 모터(13)는, 예를 들어, 조임 너트(5)가 원형 플랜지(1)와 접촉될 때 스터드(4)의 스크루 스레드(4d)와 플랜지(1)와 너트 사이의 마찰력이 모터(13)에 의해 유도된(drawn) 전류와 마찬가지로 갑자기 증가되도록 하는 전기 모터이다. 스위치 장치(switching device)는 조임 너트(5)가 플랜지(1)와 접촉되자마자 모터(13)의 구동력을 차단한다(interrupt). 따라서 구동 모터(13)는 스터드(4) 내의 인장력을 현저하게 상승시키지 않는다. 상기 모터(13)로 인해 조임 너트(5)는 플랜지(1)와 반복적으로 접촉하도록 위치될 수 있는 반면 스터드(4)는 압축 유압 오일의 효과 하에서 전체적인 연장 부분(33) 위로 인장된다(도 3 참조).

그리고 난 뒤 유압이 해제되며(도 4 참조), 텐셔너(6)의 각각의 피스톤(8)은 피스톤(8)의 솔더(20a)와 이에 상응하는 텐셔너 바디(7)의 숄더(20) 사이에 접촉됨으로써 고정된(immobilized) 초기 위치로 복원된다. 그리퍼 부재(9)는 스터드(4)의 원위 부분(4a)에 고정되어 유지되고, 이에 상응하는 피스톤(8)의 보어(23) 내에서 슬라이딩 이동되며 그리고 최종 위치인 "9f"를 수용한다(adopt). 조임 너트(5)와 그리퍼 부재(9) 사이에 배열된 스터드(4) 부분은 완화되지만(relaxed), 원형 플랜지(1)를 통과하는 스터드(4) 부분(4c)은 조임 너트(5)에 의해 인장된 상태로 유지된다. 연장 부분(33)은 구속해제(release) 후에 최종 길이인 "Lf"를 가지며 이 최종 길이는 연장된 길이 "Le"보다 더 짧다. 하지만 상기 연장 부분(33)의 최종 길이는 상기 동일한 연장 부분(33)의 초기 길이 "Li"보다 더 긴데, 이는 조임 너트(5)와 스탠드(3) 사이에 포함된 조임 부분(tightening portion, 34)이 인장된 상태로 유지되기 때문이다. 텐셔너(6)의 베어링 표면(15)이 스탠드(3)와 접촉되어 유지되는 경우, 피스톤(8)의 베어링 표면(24)과 그리퍼 부재(9)의 상호 보완적인 표면(26a) 사이의 거리는 조임 부분(34)이 인장 작동 동안의 연신율(elongation)과 동일하다.

대안의 형태에서, 주어진 스터드의 조임 부분(34)의 연신율은 조임 부분(34)에서 잔여 축방향 프리로드(residual axial preload)에 대한 정보를 제공하는 센서에 의해 직접적으로 측정될 수 있다. 이 대안의 형태는 각각의 스터드를 위한 측정 수단 또는 측정 작업을 필요로 한다.

텐셔너 바디(7) 및 플랜지(1)의 형태에 기초하여, 너트(5)에 의한 플랜지(1)가 압축됨에 따라 텐셔너 바디(7)의 베어링 표면(15)이 고정(rest)되는 플랜지(1)의 표면이 변형될 수 있다. 이 경우, 피스톤(8)의 베어링 표면(24)과 그리퍼 부재(9)의 상호 보완적인 표면(26a) 사이의 거리는 텐셔너(7) 위치에서 압축되는 플 랜지(1)의 변형율(deformation)을 포함한다. 하지만, 조여진 구조물의 변형율과 함께 플랜지(1)의 잠재 변형율(potential deformation)은 섕크의 연신율에 비해 일반적으로 제곱(secondary order)이 된다. 추가적으로, 상기 변형율들은 종래의 실험 또는 계산에 의해 정확하게 알려져 있다. 이 변형율의 전체적인 범위는 상당하며 이 값은 섕크의 조임 부분(34)의 실질적인 연신율을 측정할 수 있도록 하는 측정들로부터 시스템적으로 차감될 수 있다(systematically deducted).

도 5와 도 6에서 예시된 바와 같이, 압축 공기는 도 5에서 텐셔너 조립체(tensioner assembly)를 상부방향으로 강하게 가압하도록 피스톤(29)을 구동시키기 위하여 공동(28) 내로 유입된다.

플랜지(1)는 균일한 두께를 가지는데 이는 각각의 스터드(4)의 조임 부분(34)의 길이 "LS"들이 실질적으로 동일한 것을 의미한다. 반대로, 숄더(20)에 대해 지탱하는 피스톤(8)의 각각의 베어링 표면(24)들로부터 베어링 표면(15)을 분리시키는 거리 "T_θ"는, 점검 작업의 정확성에 영향을 미치지 않고, 고려해야 되는 스터드의 섕크의 각위치(angular position, θ)에 따라서 가변될 수 있다. 주어진 스터드의 연장 부분(33)의 초기 길이 "Li_θ"는 상기 스터드의 조임 부분(34)의 길이 "LS"와 거리 "T_θ"를 합한 값과 동일하다. 따라서 Li_θ = LS + T_θ가 된다.

거리 "T_θ"는 정지 형상에서 측정된 거리이다. 상기 거리는 인장 전의 초기 정지 형상에서 그리고 너트(5)가 배치되고 난 뒤 및 섕크가 구속해제되고 난 뒤의 최종 정지 형상에서 동일하다. 정지 상태에 있는 각각의 피스톤(8)의 베어링 표 면(24)들은 모두 텐셔너(6)에 대해 고정된 가상의 기준 표면(imaginary reference surface, 35) 상에 배열된다. 3개의 가압 수단(14)의 효과 하에서, 상기 기준 표면(35)은 텐셔너(6)와 함께 이동된다(shift).

도 7은 모든 스터드(4)의 섕크들을 전체적으로 점검하고 프리로딩 하는 단계 동안 기준 표면(35)의 움직임(movement)과 베어링 표면(15)의 움직임을 예시한다. 초기 형상에서, 베어링 표면(15)은 플랜지(1)에 대해 지탱되고 기준 표면(35)은 초기 위치(35i) 내에 배열된다. 스터드(4)의 섕크가 인장될 때, 기준 표면(35)은 베어링 표면(15)에 대해 평행한 위치로 이동된다. 도 7에는 도시되지 않은 조임 너트(5)가 배치되고 스터드(4)의 섕크가 구속해제되고 나면, 그리퍼 부재(9)는 최종 위치(9f)에 배열되고 기준 표면(35)은 초기 위치(35i)로 복원된다. 3개의 공압 피스톤(29)의 작동 하에서, 베어링 표면(15)은 위치(15f)로 상승되고, 기준 표면(35)은 피스톤(8)의 적어도 3개의 표면(24)들이 최종 위치(9f)에 있는 너트들로부터 3개의 접촉 너트(contact nut, 9c)들과 접촉되는 가압 위치(pressing position, 35f)에 수용된다.

컴퓨터(도시되지 않음)는 3개의 피스톤(29)들의 세 변위(displacement)들에 기초하여 거리(S_θ)를 산정하는데, 이 거리를 통해 표면(15i)과 표면(15f)은 스터드(4)의 섕크들의 각각의 위치(θ)에서 상승된다. 접촉 그리퍼 부재(9c)에 상응하는 각위치(θ)의 스터드들을 위해, 연장 부분(33)의 최종 길이 "Lf_θ"는 조임 부분의 길이 "LS"와 텐셔너(6)의 고정된 거리 "T_θ" 및 상기 산정된 상승된 거리 "S_θ"의 합에 동일하다. 최종 위치(9f)가 텐셔너의 피스톤(8)들 중 하나와 접촉되지 않는 그리퍼 부재들에 상응하는 섕크들의 경우에서, 최종 길이 "Lf_θ"는 상기 합보다 더 크다. 상기 모든 스터드의 섕크들에 대해, Lf_θ ≥ LS + T_θ + S_θ이며, 여기서 Lf_θ - Li_θ ≥ S_θ가 된다.

단지 3개의 측정들로, 각각의 스터드(4)의 섕크들에 의한 최소 연장율(minimal extension)을 결정하기 위한 점검 장치 및 방법도 가능하다. 상기 연장율이 불충분하면, 운영자는 인장 사이클(tensioning cycle), 너트 접촉 재-설치(re-establish nut contact) 및 재점검(recheck) 단계를 반복할 수 있다. 추가적으로, 운영자는 잠재적으로 불충분하게 조여진 섕크가 위치되는 각위치(angular position)를 알게 되고 어떠한 변형(anomaly)이 있는 지를 살펴볼 수 있다.

한 대안의 형태에서, 상기 장치는 3개 이상의 가압 및 측정 수단(14)을 가진다. 이에 따라 산정 수단(calculation means)은 다수의 가능한 S_θ 값들을 결정하고 그 값들의 평균값(mean)을 산정할 수 있다. 측정 수단(14)의 개수가 충분하면 컴퓨터로 분배(dispense)할 수 있다. 불충분하게 인장되기 쉬운 섕크는 측정 수단(14) 근처에 배열되며 이는 측정된 가장 짧은 상승 거리에 상응한다.

또 다른 대안의 형태에서, 가압 수단(28, 29)은 측정 수단(29, 30)으로부터 분리된다(dissociated). 예를 들어 3개의 가압 수단 및 8개의 측정 수단이 있을 수 있다.

공압식 가압 수단의 이점으로, 상기 가압 수단의 작동이 중지될 수 있으며 여기에서 관련된 힘들은 섕크를 인장시키기 위해 유압식 램(hydraulic ram)에 의해 요구되는 힘들에 비해 여전히 낮다는 점이다. 하지만 전기 모터 또는 설정 및 구속해제 장치(setting and releasing device)를 가진 스프링에 의해 구동된 베이스(base)와 같은 어떠한 액츄에이터도 적합하다. 또한 유압식 램을 사용하는 것도 가능하다. 특정 가압 또는 측정 수단은 조여져야 되는 플랜지(1)의 크기 및 특히 축(2)이 수평으로 또는 수직으로 위치되어야 하는 지에 기초하여 선택될 것이다. 스터드(4)의 원위 부분(4a)이 하부를 향해 안내되면, 중력은 최종 위치(9f)에서 그리퍼 부재들에 대해 텐셔너를 정지 상태로 가압하기에 충분할 수 있다. 그 반대로, 그리퍼 부재(9)들이 초기에 정지 상태에 있는 텐셔너 피스톤(8)과 접촉될 수 있도록 하기 위하여 플랜지(1)에 대해 텐셔너 바디(7)의 표면(15)을 가압하기 위한 수단이 필요할 수 있다.

또 다른 대안의 형태에서, 조여져야 되는 구성요소는 스크루 헤드와 조임 너트(5) 사이에서 클램프 고정된 스탠드 및 플랜지로 구성된 조립체가 된다.

본 발명의 이점들 중 하나로서, 측정 시의 정확도는 정지 위치에서 피스톤(8)과 그리퍼 부재(9)들 간의 초기 접촉상태의 퀄리티에 무관하다.

본 발명의 또 다른 이점으로, 측정된 최종 길이와 초기 길이 간의 차이는 조임 부분 내의 인장력의 정도(degree)를 직접적으로 나타내며 이는 스크루 헤드의 또는 스탠드 내의 스터드의 스크루 스레드(4b), 조임 너트(5)와 같은 리테이너 수단(retainer means)의 가요성에 상관없다는 점이다.

각각의 스터드(4)의 섕크에 상응하는 거리(S_θ)는 최종 위치의 표면(15f)과 초기 위치의 표면(15) 사이에서 또는, 대안으로, 최종 위치의 표면(35f)과 초기 위치의 표면(35i) 사이에서 측정되거나 또는 산정될 수 있다. 그리퍼 부재들의 강성(stiffness)이 스터드(4)의 섕크의 강성을 훨씬 더 초과하기 때문에, 길이(S_θ)에 있어서 차이는, 또한, 스터드(4)의 섕크 각각의 연장 부분(33)의 이동 끝 부분(mobile end, 4a)의 초기 및 최종 위치 사이의 이동(shift)에 상응한다.

Claims

스크루 또는 스터드 타입의 적어도 하나의 섕크(4)의 조임 부분(tightening portion, 34)에서 축방향 프리로드(preload)를 가하고 점검하는 방법으로서, 상기 프리로드를 가하는 단계는 섕크(4)의 그리퍼 부재(9) 및 텐셔너(6)를 이용하는 조임 부분(34)을 포함하는 섕크(4)의 연장 부분(33)을 인장시키는 단계를 포함하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법에 있어서,

상기 점검 방법은, 프리로드를 가하기 이전에는 상기 텐셔너가 정지 형상(rest configuration)으로 이동하고 그리퍼 부재(9)는 상기 정지 형상에서 텐셔너(6)와 접촉되는 단계 및 프리로드가 가해지고 나면 텐셔너(6)가 상기 정지 형상으로 복원되는 단계를 포함하며, 상기 정지 형상에서 텐셔너는 연장 부분(33)의 끝 부분들 중 한 끝 부분을 향해 가압되고 상기 연장 부분(33)의 최종 길이(Lf_θ)와 초기 길이(Li_θ) 사이의 차이는 임계치(threshold)에 대비되는(compared) 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법.
제 1항에 있어서, 각각의 섕크의 연장 부분(33)의 초기 길이(Li_θ)와 최종 길이(Lf_θ) 사이의 차이(difference)가 측정되는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각각이 동일한 길이의 조임 부분(34)을 가지는 적어도 2개의 섕크를 점검하기 위하여, 최종 길이(Lf_θ)와 이에 상응하는 초기 길이(Li_θ) 사이의 가장 작은 차이를 보여주는(exhibit) 섕크는 상기 섕크가 최소한의 프리로드를 가지도록 하기 위해 식별되는(identified) 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법.
제 1항 내지 제 3항들 중 어느 한 항에 있어서, 동일한 길이의 조임 부분(34)들을 포함하는 적어도 3개의 평행한 섕크들의 조임 프리로드(tightening preload)를 점검하기 위하여, 프리로드를 가하는 단계는 섕크(4)들의 연장 부분(33)들의 끝 부분들 중 하나에 위치된 섕크의 그리퍼 부재들을 제공하며, 연장 부분(33)들의 그 외의 다른 끝 부분들의 상대적인 위치들은 프리로드를 가하는 단계에 의해 불변하고, 상기 점검 방법은, 프리로드를 가하기 이전에는 그리퍼 부재(9)들이 초기 위치(35i)에서 텐셔너(6)의 기준 표면(35)과 접촉하는 단계 및 일단 프리로드가 가해지고 나면 상기 기준 표면(35)이 적어도 3개의 그리퍼 부재(9f)들에 대해 최종 위치(35f)로 강하게 가압되는 단계를 포함하며, 기준 표면(35)의 최종 위치(35f)와 초기 위치(35i) 사이의 거리는 적어도 3개의 측정 지점들에서 측정되는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법.
제 4항에 있어서, 섕크의 연장 부분(33)의 초기 길이(Li_θ)와 최종 길이(Lf_θ) 사이의 최소한의 차이(S_θ)는 측정된 거리의 함수로서 각각의 섕크를 위해 산정되는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하는 방법.
구성요소(1)를 죌 때 적어도 하나의 섕크(4)의 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치로서, 점검되어야 하는 섕크(4)를 위하여 상기 장치는 상기 섕크 상에 위치된 그리퍼 부재(9) 및 바디(7)와 피스톤(8)이 장착된 텐셔너(6)를 포함하며, 상기 텐셔너(6)는 피스톤(8)이 그리퍼 부재(9)의 상호 보완적인 표면(26a)에 대해 지탱되는 베어링 표면(24) 및 텐셔너(6) 바디(7)가 조여져야 되는 구성요소(1)의 상호 보완적인 표면에 대해 지탱되는 베어링 표면(15)을 포함하고, 상기 텐셔너(6)는 상기 베어링 표면(24, 15)들이, 정지 형상에 있지 않을 때, 섕크(4)에 인장력을 가하기 위하여 서로에 대해 상대적으로 고정되는 정지 형상을 가지는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치에 있어서,

상기 장치는 상응하는 상호 보완적인 표면에 대해 텐셔너(6)의 베어링 표면들 중 하나를 가압하기 위한 가압 수단(28-29) 및 정지 상태에 있는 텐셔너(6)의 그 외의 다른 베어링 표면과 임계치(threshold)에 대해 상응하는 상호 보완적인 표면 사이의 거리(S_θ)를 비교하기 위한 비교 수단(comparison means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 6항에 있어서, 가압 수단(28-29)은 상응하는 상호 보완적인 표면(26a)에 대해 텐셔너(6)의 베어링 표면(24)들 중 하나를 가압할 수 있으며 이와 동시에 그리퍼 부재(9)를 섕크(4)들에 대해 고정되도록 유지시키는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 동일한 길이를 가진 조임 부분(34) 상에서 복수의 평행한 섕크(4)들의 조임 프리로드를 동시적으로 점검하기 위하여, 상기 장치는 점검되어야 하는 섕크(4)들에 공통적인 텐셔너 바디(7), 섕크(4)들에 상응하는 복수의 피스톤(8)들 및 측정 수단(measurement means, 29-30)을 포함하며, 상기 측정 수단은, 적어도 3개의 측정 지점들에서, 조여져야 되는 구성요소(1)와 텐셔너의 바디(7)의 베어링 표면(15f) 사이의 거리를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 8항에 있어서, 측정된 적어도 3개의 거리들의 함수로서, 인장된 최소 섕크(least tensioned shank)를 배치시킬 수 있는 산정 수단(calculation means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 텐셔너는 하나의 정지 형상을 가지며, 상기 정지 형상에서, 점검되어야 하는 섕크들에 상응하는 피스톤(8)들은 텐셔너(6) 바디(7)의 내부 한계 스톱(limit stop, 20)들에 의해 고정되고(immobilized), 텐셔너의 기준 표면은 정지 상태에 있는 피스톤들의 복수의 베어링 표면들에 의해 형성되 며, 점검되어야 하는 섕크들의 그리퍼 부재(9)들은 프리로드가 가해지기 전에 텐셔너의 기준 표면과 접촉되어야 하고, 일단 프리로드가 가해지고 나면 가압 수단은 적어도 3개의 접촉 그리퍼 부재(9c)들에 대해 텐셔너(6)의 기준 표면(35)을 강하게 가압할 수 있는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 8항 또는 제 10항들 중 어느 한 항에 있어서, 텐셔너 바디(7)는 전체적으로 고리 모양의 형태로 구성되며 점검되어야 하는 섕크(4)들은 원(circle) 주위에 분포되고 상기 고리 형태의 축에 평행한 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.
제 11항에 있어서, 텐셔너(6) 바디(7)가 구성요소(1)에 대해 지탱되는 베어링 표면(15)은 전체적으로 링 형태로 구성되며, 가압 수단(28-29)은 조여져야 되는 구성요소(1)에 대해 지탱하고 상기 링 주위에 분포된 3개의 지지점(support point)들에서 텐셔너(6)의 고리 모양의 바디(7)를 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 축방향 프리로드를 가하고 점검하기 위한 장치.