KR20120094828A - 가변형 테이퍼를 갖는 부착 장치 그룹 - Google Patents

Abstract

종래 발명에 따르면, 고정 직경 인식에 의한 복수의 드릴링 및 길이 그룹이 존재하지만, 원통형 평할 고정 부분이 존재하고 이를 위한 단일 도구가 충분하지 않다. 본 기술분야의 당업자는 클램핑될 부재의 각각의 두께를 위한 장치와 적절한 도구를 설계해야 하며, 이는 상당한 도구 비용을 의미하고 또한 도구 변경에 따른 시간적 손실을 의미한다. 본 발명의 목적은 클램핑될 두께(12, 31)에 기초하여 장치(1, 20)의 테이퍼율(C1; C2)을 조정하는 것이다. 바람직하게는, 부싱의 테이퍼율은 1% 내지 4% 범위 내에 있다. 이에 따라, 동일한 외경(16A, 16C)을 갖지만 상이한 테이퍼율을 갖는 장치의 3개 내지 4개의 기준 세트를 이용하여, 조립될 부재의 보어 직경을 변경하면서 임의의 잠재적 부재 두께를 클램핑하는 것이 가능하다.

Description

가변형 테이퍼를 갖는 부착 장치 그룹{FAMILY OF FIXATION DEVICES WITH VARIABLE TAPER}

본 발명은 가변형 테이퍼를 갖는 부착 장치 그룹에 관한 것이다. 본 발명의 기술 분야는 일반적으로 핀과 부싱에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 원통 형태로 사전에 보어링된 항공기의 구조 부재를 조립하기 위해 제공되는 핀과 부싱에 관한 것이다.

종래 기술에는, 이런 구조 부재 내에 부착 장치를 설치하기 위해 원통형 및/또는 테이퍼진 핀이 공지되어 있으며, 이들 핀은 금속성 재료로 제조되고 코팅으로 덮여지는데, 이 코팅은 조립될 부재에 형성된 보어 내에서 이들의 활주 성능을 촉진한다.

또한, 종래 기술에 있어 미국 특허 제4,048,898호, 제4,702,658호 및 제3,270,410호에는, 금속성 다층 부재를 부착시키기 위한 테이퍼진 장치와, 테이퍼진 부착 장치의 물리력 및 설치 비용을 감소시키는 장치와, 일 편의 장비에 사전 응력을 가하는 방법이 각각 개시되어 있다. 접근이 어렵고 간섭에 의한 설치가 요구되는 조립 영역에서 항공기 제조업자에 의해 일반적으로 원추형 샤프트를 구비한 부착 장치가 사용된다. 간섭은 핀이 삽입되는 보어의 직경보다 큰 외경을 갖는 본체를 구비한 핀을 설치하는 것으로 규정되며, 이런 간섭에 의한 설치는 핀을 설치하는 동안 보어의 확장을 가져온다. 금속성 재료에 있어서, 간섭에 의한 핀의 설치는 보어로 이들을 견인하거나 밀어넣음으로써 간단히 수행되며, 핀 샤프트의 마우스 반경의 최적 설계와 낮은 마찰 계수를 갖는 코팅에 의해 보어는 구조물의 손상을 야기하지 않는다. 금속성 재료에 있어서, 간섭에 의한 설치는 구조물의 내구성 수명을 증가시킨다.

새로운 세대의 항공기는, 유효한 방식으로 항공기의 경량화에 장점을 가지며 피로 현상에 민감하지 않은 복합 재료로 제조된 구조물을 이용하지만, 복합 재료는 금속성 구조와는 달리 불량한 전도성의 단점을 가지며 낙뢰 충격(lightning impact)에 대한 저항과 관련하여 문제를 야기한다. 낙뢰에 대해 저항하도록, 부착 장치와 보어 사이에 존재하는 임의의 틈새가 또한 보정되어야 하며, 따라서 복합 재료로의 간섭에 의한 설치에 필요하다.

복합 재료로 제조된 구조물에 대해 부착 장치의 간섭에 의한 설치는, 복합 구조물 내에 형성된 보어에 대한 부착 장치 본체의 마찰로 인해 복합 재료와 관련하여 상당한 박리 위험성이 존재하고, 이는 박리에 의한 손상을 야기할 수 있고, 이로 인해 감소된 저항을 초래할 수 있다.

따라서, 구조물에 틈새를 가지면서 초기에 설치된 부착 장치의 본체를 덮는 부싱의 사용이 임의의 박리로부터 복합 재료를 보호하기 위해 필요하게 되었다. 두 번째로, 앞서 설명된 이유로 이런 틈새를 제거하기 위해 이런 부싱의 반경방향 확장이 필요하다.

원추형 샤프트를 갖는 부착 장치에 있어서, 항공기 구조물 내의 원추형 보어의 생성은 몇몇 난점들이 개진되었으며, 본 기술분야의 당업자에 의해 예컨대 스테인리스 스틸로 제조된 원통 원추형 부싱으로 입혀진(jacketed) 원추형 샤프트를 갖는 핀을 이용토록 한다. 따라서, 이런 장치는 원추형 보어를 기계 가공하기 위한 필요성을 배제하기 위해 구조물의 원통형 보어에 설치된다.

미국 특허 제4,048,898호에 기초한 종래 기술은 외측은 원통형이면서 내측은 원추형이어서, 원추형 샤프트를 갖는 핀을 수용하는 부싱을 이용한다. 조립될 부재의 두께에 따라서, 본체는 길이뿐만 아니라 직경도 증가한다.

이에 따라, 종래 기술에는 상이한 두께를 갖는 조립될 부재들만큼이나 부착 장치에 대한 많은 기준이 있다. 다시 말해서, 조립될 부재가 두꺼울수록 상기 부재의 보어의 직경이 커지고 부싱의 직경이 커진다. 이런 많은 종류는 본 기술분야의 당업자에게 중대한 기술적 문제가 되는 것으로 여겨진다. 실제로, 부착될 부재의 두께 각각에 대해 적절한 도구와 장치가 제공되어야 하는데, 이는 도구에 대한 상당한 비용을 의미하고, 또한 도구 변경에 필요한 시간적 손실을 의미한다. 게다가, 다양한 보어 크기를 갖는다는 개념은 조립된 부재의 구조적 강도가 단순하면서도 견고한 방식으로 예측되는 것을 어렵게 한다.

본 기술분야의 당업자는, 부착 장치의 직경마다 각기 다른 상이한 드릴 및 길이의 그룹을 생성함으로써 이 문제를 해결하고 필요한 도구의 개수를 감소시켰으나, 원통형 본체를 갖는 부착 장치가 존재함으로 인해 체결되는 임의의 길이에 대해 단일 도구의 요구를 충족시키진 못하였다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 장치의 높이에 따라 장치의 테이퍼율을 조정하는 사상에 관한 것이다. 테이퍼율은 절두체의 가장 큰 직경과 가장 작은 직경 사이의 차이를 이의 높이로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율이다. 따라서, 테이퍼율은 다음의 방정식으로 정의된다: C = (D-d)/H.

또한, 본 발명은 예를 들면 알루미늄 또는 티타늄 타입의 합금과 같은 금속성 재료 및 복합물 모두를 사용한 혼합 구조물 내에서의 적용에 관한 것일 수 있으며 (이 경우, 상기 장치는 항공기의 구조물을 형성하는 금속/복합물 연속 층에 설치된다), 또는 예를 들면 알루미늄 또는 티타늄으로 제조된 순수한 금속 구조물 내에서의 적용에 관한 것일 수 있다. 이 실시예에서, 박리의 위험성이 존재하지 않으나, 본 발명의 관심은 원추형 보어를 배제하는 장점에 있다.

본 발명에 따른 부싱들의 테이퍼율은 수십 분의 1% 내지 10%의 범위를 갖는다. 따라서, 외경은 동일하나 테이퍼율은 상이한 장치들의 3개 또는 4개의 틈새에 의해서 구조 조립체 내에서 경험하게 되는 모든 두께 구성이, 통상적으로 장치의 직경을 1배 내지 10배의 범위에 이르기까지 조립될 부재 내에 형성된 보어의 변경 없이 체결될 수 있다.

본 발명은 원통 형태로 사전에 보어링된 부착 부재용 장치 그룹에 관한 것으로, 각각의 장치는,

- 축을 따라 연장되며 테이퍼진 샤프트와 헤드를 포함하는 핀과,

- 부싱의 인클로저(enclosure)에 핀의 샤프트를 수용하도록 제공된 부싱을 포함하며, 부싱은 동일한 축을 따라 연장되는 원통 외측 표면과 테이퍼진 내측 표면을 가지는, 장치 그룹에 있어서,

- 장치 그룹은 간섭에 의한 설치 이전에 상이한 내측 표면의 테이퍼율과 동일한 외경을 갖는 부싱을 구비한 적어도 2개의 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 이의 다른 적용은 이하의 상세한 설명을 검토하고 첨부된 도면을 참조함으로써 더욱 명확하게 이해될 것이다. 이들은 개략적인 내용으로서 본 발명을 이에 한정하고자하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 부착 장치 그룹의 제1 실시예의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 부착 장치의 다른 실시예의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 부착 장치 그룹의 제2 실시예의 부싱 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 그립 범위의 확대 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이들 도면에서, 유사한 구성요소는 동일한 도면부호로 지시된다.

도 1에는 본 발명에 따른 부재를 부착하기 위한 장치 그룹의 제1 실시예의 단면이 개략적으로 도시되어 있다. 일례에서, 조립될 부재는 항공기 구조물을 구성하며, 장치 그룹은 두 개의 부착 장치(1, 20)를 포함한다.

장치의 중간을 통과하는 대칭 축(5)의 좌측 편(A1)에는, 간섭에 의한 설치 이전, 즉 설치 초기 단계에 있는 장치(1)가 도시되어 있으며, 장치는 틈새를 유지하면서 반경방향 확장 및 응력 발생 없이 항공기 구조물 내에 삽입된 상태에 있다. 축(5)의 우측 편(B1)에는, 반경방향 확장에 의한 간섭에 의해 구조물 내에 설치된 이후의 장치가 도시되어 있고, 단면은 이런 축(5)에 의해 규정된다.

장치의 중간을 통과하는 대칭 축(24)의 좌측 편(A20)에는, 간섭에 의한 설치 이전의 장치(20)가 도시되어 있다. 축(24)의 우측 편(B20)에는, 간섭에 의한 설치 이후의 장치가 도시되어 있고, 단면은 이런 축(24)에 의해 규정된다.

부착 장치(1)는, 직경(18)을 가지며 원통 형태로 사전에 보어링된(3) 4개의 구조 부재(40, 41, 42, 43)를 조립하도록 제공된다. 제1 실시예에서, 조립될 부재(40, 41, 42, 43)는 도면부호 12로 지시된 전체 두께를 가진다. 장치(1)는 축(5)을 따라 연장되는 핀(4)을 포함한다. 핀(4)은 일 측면에서는 평평한 원통형 헤드(7)로 연장되고 타 측면에서는 나사부(17)로 연장되는 테이퍼진 샤프트(6)를 포함한다. 헤드(7)는 축(5)에 직교하는 평면을 갖는 디스크를 형성하고, 디스크는 부재의 상부 표면(13)에 대해 대체로 평행한 형태로 위치되도록 제공된다.

장치(1)는 또한 핀(4)의 테이퍼진 샤프트(6)를 장치의 인클로저(enclosure)에 수용하도록 제공된 부싱(8)을 포함한다. 부싱(8)은 동일한 축(5)을 따라 연장되고 원통 외측 표면(9)과 테이퍼진 내측 표면(10)을 가진다.

간섭에 의한 설치 이전에, 돌출량(P1)으로 지칭되는 거리가 핀(4)의 헤드(7)의 하부 표면(14)과 부싱(8)의 상부 표면(15)을 분리한다.

원통형 보어(3)로 장치(1)의 도입을 허용하기 위해서는, 초기 조립 틈새(J1)가 간섭에 의한 설치 이전의 부싱(8)의 외경(16A)과 부재(40, 41, 42, 43)의 보어 직경(18) 사이에 필요하다. 고정밀 조립의 실례에서, 초기 틈새 및 확장은 대략 수십 분의 1 마이크론 정도의 정밀도 수준으로 부싱의 외경을 공장에서 사전 기계 가공함으로써 제어되며, 핀은 돌출량(P1)을 유지한 채로 사전 끼움 되는데, 이 또한 공장에서 제어된다.

부착 장치(20)는 동일한 직경(18)을 가지며 원통 형태로 사전에 보어링된(22) 2개의 구조 부재(44, 45)를 조립하도록 제공된다. 제2 실시예에서, 조립될 부재는 2개의 층(44, 45)을 포함하며, 도면부호 31로 지시된 전체 두께를 가진다. 장치(20)는 축(24)을 따라 연장되는 핀(23)을 포함한다. 핀(23)은 일 측면에서는 평평한 원통형 헤드(26)로 연장되고 타 측면에서는 나사부(39)로 연장되는 테이퍼진 샤프트(25)를 포함한다. 헤드(26)는 축(24)에 직교하는 평면을 갖는 디스크를 형성하고, 디스크는 부재(44)의 상부 표면(32)에 대해 대체로 평행한 형태로 위치되도록 제공된다.

장치(20)는 또한 핀(23)의 테이퍼진 샤프트(25)를 수용하도록 제공된 부싱(27)을 포함한다. 부싱(27)은 동일한 축(24)을 따라 연장되고 원통 외측 표면(28)과 테이퍼진 내측 표면(29)을 가진다.

간섭에 의한 설치 이전에, 돌출량(P2)은 핀(23)의 헤드(26)의 하부 표면(33)과 부싱(27)의 상부 표면(34)을 분리한다.

원통형 보어(22)로 장치(20)의 도입을 허용하기 위해서는, 초기 조립 틈새(J2)가 간섭에 의한 설치 이전의 부싱(27)의 외경(16C)과 부재(44, 45)의 보어 직경(18) 사이에 필요하다.

한편으로는 부재(40, 41, 42, 43)를 조립하고 다른 한편으로는 부재(44, 45)를 조립하기 위해서, 핀(4, 23)은 나사부(17) 둘레에 조여지는 너트를 이용한 견인 동작에 의해, 또는 트랙션 맨드릴(traction mandrel)을 이용하여, 또는 헤드에 대한 가압 동작에 의해 삽입된다. 따라서, 간섭이 핀과, 부싱과, 조립될 부재 사이에서 전체 두께에 걸쳐 생성된다. 이런 간섭은 간섭에 의한 설치 이후의 부싱의 외경(16B, 16D)과 보어 직경(18) 사이의 차이(IF1, IF2)에 상응한다. 간섭은 초기 틈새 크기를 적어도 보상하도록, 즉 조립될 부재에 반경방향 압력을 가하여 비어있는 공간을 채우도록 선택되고 사전 결정되며, 이에 의해 조립체에 반경방향으로 사전 응력을 가한다.

체적의 유지로 인해, 부싱의 두께 감분(△1, △2)은 간섭에 의해 설치되는 동안 일어난다. 실제로, 간섭에 의한 설치 이전의 부싱(8, 27)의 상측 단부에서의 두께(e8A, e27C)는, 간섭에 의한 설치 이후의 두께(e8B, e27D)보다 각각 크다. 단순한 목적을 위해, 두께 변경은 부싱의 전체 길이에 걸쳐 동일하게 고려된다.

이에 따라, 2개의 장치(1, 20)는, 간섭에 의한 설치 이전에, 동일한 외경(16A, 16C)과 내측 표면에서 상이한 테이퍼율(C1, C2)을 갖는 부싱(8, 27)을 포함한다. 보다 구체적으로, 부싱(8, 27)의 테이퍼진 표면(10, 29)과 축(5, 24)에 의해 형성되는 각각의 테이퍼율은 부싱(8, 27)의 높이(19, 30)에 따라 역으로 각각 변동한다.

통상적으로, 테이퍼율은 수십 분의 1% 내지 10%, 바람직하게는 1% 내지 4%이다. 바람직한 실시예의 태양에서, 핀(4, 23)의 샤프트(6, 25)의 테이퍼율은 부싱(8, 27)의 내측 표면(10, 29)의 테이퍼율과 각각 동일하다. 하나의 대안으로서, 핀(4, 23)의 샤프트(6, 25)의 테이퍼율은 두께에 따라 제어 가능한 방식으로 가변 간섭율을 발생시키도록 부싱(8, 27)의 내측 표면(10, 29)과 실질적으로 다를 수 있다. 다른 변형례에서, 테이퍼율은 정해진 영역에서 간섭을 조정하도록 동일한 서브 그룹 내에서 국부적으로 변동될 수 있다.

테이퍼율은 인터페이스(IF), 돌출량(P), 두께 감분(△) 및 틈새(J)에 따라 다음의 방정식에 의해 변동될 수 있다: C = (IF + J + △) / P.

본 발명에 따르면, 부싱(8, 27)의 높이(19, 30)는 최소로는 간섭(16B, 16D)에 의한 설치 이후의 부싱의 외경에 상응하고, 최대로는 부싱의 외경의 10배에 상응한다. 간섭에 의한 설치 이전의 부싱의 외경과 관련하여 선택된 간섭 값에 의해 정의된 간섭율은 0% 내지 3% 사이에서 변동한다.

요약하자면,

IF1 = 16B - 18 및 IF2 = 16D - 18;

J1 = 18 - 16A 및 J2 = 18 - 16C;

△1 = 2(e8A - e8B) 및 △2 = 2(e27C - e27D).

여기서, 수치 값이 J = 0.05 ㎜; △ = 0.1 ㎜ 인 경우를 예로 들면,

IF = 0.05 ㎜; 및 P = 10 ㎜; 이런 경우

C = (0.05 + 0.05 + 0.1) / 10 = 0.2 / 10

= 2%.

이 실시예에서, 부싱(8)의 테이퍼율은 부싱의 테이퍼진 내측 표면(10)의 가장 큰 직경(D8)과 가장 작은 직경(d8) 사이의 차이를 부싱의 높이(19)로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율과 동일하다. 다시 말해서, C8 = (D8 - d8) / 19이다.

이 실시예에서, 부싱(27)의 테이퍼율은 부싱의 테이퍼진 내측 표면(29)의 가장 큰 직경(D27)과 가장 작은 직경(d27) 사이의 차이를 부싱의 높이(30)로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율과 동일하다. 다시 말해서, C27 = (D27 - d27) / 30이다.

도 2에는 본 발명에 따른 부착 장치(80)의 다른 실시예의 단면이 개략적으로 도시되어 있다. 이는 워뿔형(countersunk) 헤드 장치이다. 장치(80)는 축(82)을 따라 연장되는 핀(81)을 포함한다. 핀(81)은 한편으로는 원뿐형 헤드(84)로 연장되고 다른 한편으로는 나사부(85)로 연장되는 테이퍼진 샤프트(83)를 포함한다. 원뿔형 헤드(84)의 상측 단부(86)는 축(82)에 대해 직교하는 평면을 갖는 디스크를 형성하고, 디스크는 조립될 부재의 상측 표면에 대체로 평행한 형태로 위치되도록 제공된다.

장치(80)는 또한 핀(81)에 대해 적절하게 제공되는 부싱(87)을 포함한다. 부싱(87)은 핀(81)의 테이퍼진 샤프트(83)를 수용할 수 있는 원통 원추형 샤프트(88)와, 원뿔형 헤드(84)를 수용할 수 있는 테이퍼진 부분(93)을 포함한다. 부싱(87)은 동일한 축(82)을 따라 연장되고 원통 외측 표면(89)과 테이퍼진 내측 표면(90)을 가진다.

간섭에 의한 설치 이전에, 돌출량(P3)으로 지칭되는 거리는 핀(81)의 헤드(84)의 하부 표면(91)과 부싱(87)의 상부 표면(92)을 분리한다.

도 3에는 본 발명에 따른 부착 장치 그룹의 부싱의 단면이 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명에 따르면, 소정의 직경에 있어서, 장치 그룹은 N개의 서브 그룹으로 구성되고, 각각의 서브 그룹은 상이한 높이와 동일한 테이퍼율을 갖는 여러 개의 장치들을 포함한다.

이 실시예에서, 직경(49)에 있어서, 그룹은 동일한 외경(49)을 가지며 1%, 2.5% 및 4%의 테이퍼율을 각각 가지는 3개의 서브 그룹(46, 47, 48)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 서브 그룹(N)의 부싱의 최소 높이는, 체결되는 두께의 전체 범위에 걸쳐 연속성을 생성하도록 서브 그룹(N-1)의 부싱의 최대 높이와 동일하다.

이 실시예에서, 서브 그룹(47)의 부싱의 최소 높이(50)는 서브 그룹(46)의 부싱의 최대 높이(51)와 동일하고 서브 그룹(48)의 부싱의 최소 높이(52)는 서브 그룹(47)의 부싱의 최대 높이(53)와 동일하다.

부싱의 높이는 1/16 인치, 즉 1.5875 밀리미터의 간격으로 점차 증가한다. 도 3에서, 복수의 수평하고 평행한 실선은 각각의 서브 그룹(46, 47, 48)에서 1/16 인치로 분리되는 각각의 부싱 높이를 나타낸다.

수치의 예로서, 부싱의 최소 외경은 15.04 ㎜이고, 부싱의 높이는 이 직경, 즉 15.04 ㎜와 이 직경의 10배, 즉 150.4 ㎜ 사이에 있다.

도 3의 실시예에서, 서브 그룹(46)의 부싱의 최소 높이(54)는 이의 외경의 1.5배이고, 즉 1.5 × 35 ㎜ = 52 ㎜이고, 서브 그룹(48)의 부싱의 최대 높이(55)는 이의 외경의 대략 4배, 즉 142 ㎜이다. 다시 말해서, 3개의 서브 그룹(46, 47, 48)을 포함하는 본 발명에 따른 그룹은 35 ㎜보다 아주 조금 큰 직경을 갖는 보어링된 부재가 체결되는 것을 가능하게 하며, 이의 높이는 52 밀리미터 내지 142 밀리미터이다.

본 발명에 따르면, 직경(49, 74)은 3개의 서브 그룹(46, 47, 48)의 모든 장치에 대해서 이들의 높이와 무관하게 각각 동일하다.

이 실시예에서, 내측 표면의 가장 작은 직경(58)은 3개의 서브 그룹(46, 47, 48)으로부터 가장 큰 장치들 각각에 대해서 동일하다.

일 변형례에서, 일 그룹 내에서는 직경(58)은 서브 그룹의 가장 큰 장치들 각각에 대해서 다르다.

서브 그룹(46)에서, 사선(56)은 가장 큰 높이(51)를 갖는 부싱의 테이퍼진 내측 표면에 상응한다. 가장 큰 부싱의 가장 작은 내경(58)은 이런 절두체(56)를 따라 투사되고 부싱의 높이에 따라 변동한다. 이에 따라, 서브 그룹(46)의 모든 부싱은 동일한 테이퍼율을 가진다.

서브 그룹(46)의 테이퍼율은, 예를 들면 부싱의 테이퍼진 내측 표면(56)의 가장 큰 직경(74)과 가장 작은 직경(58) 사이의 차이를 부싱의 높이(51)로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율과 동일하다.

서브 그룹(47)에서, 사선(60)은 가장 큰 높이(53)를 갖는 부싱의 테이퍼진 내측 표면에 상응한다. 가장 큰 부싱의 가장 작은 내경(58)은 이런 절두체(60)를 따라 투사되고 부싱의 높이에 따라 변동한다. 이에 따라, 서브 그룹(47)의 모든 부싱은 동일한 테이퍼율을 가진다.

서브 그룹(47)의 테이퍼율은, 예를 들면 부싱의 테이퍼진 내측 표면(60)의 가장 큰 직경(74)과 가장 작은 직경(58) 사이의 차이를 부싱의 높이(53)로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율과 동일하다.

서브 그룹(47)은 특히 상이한 높이를 갖는 3개의 부싱(X, Y, Z)을 포함한다. 각각의 높이는 1/16 인치로 분리된다.

서브 그룹(48)에서, 사선(64)은 가장 큰 높이(55)를 갖는 부싱의 테이퍼진 내측 표면에 상응한다. 가장 큰 부싱의 가장 작은 내경(58)은 이런 절두체(64)를 따라 투사되고 부싱의 높이에 따라 변동한다. 이에 따라, 서브 그룹(48)의 모든 부싱은 동일한 테이퍼율을 가진다.

서브 그룹(48)의 테이퍼율은, 예를 들면 부싱의 테이퍼진 내측 표면(64)의 가장 큰 직경(74)과 가장 작은 직경(58) 사이의 차이를 부싱의 높이(55)로 나눈 값을 백분율로 표현한 비율과 동일하다.

도 4에는 장치(X, Y, Z)에 대해 허용 가능한 그립 범위(grip range)의 확대 도면이 개략적으로 도시되어 있다. 그립 범위는 장치에 의해 조립될 수 있는 구조물의 최대 두께 및 최소 두께 간의 차이이다. 중첩 범위(overlap range; 77)는 부싱(X 또는 Y)이 이런 범위 내에 속하는 동일한 두께의 부재를 체결함에 있어 무관하게 사용될 수 있도록 한다. 이 실시예에서, 중첩 범위(77)는 각각 1/16 인치의 더블 마진(78, 79)에 상응한다.

1/32 인치인 이런 중첩 범위(77)는 이런 중첩 범위 내에 속하는 두께를 갖는 구조물이 부싱(X, Y) 중 어느 하나를 이용하여 조립되는 것을 가능하게 한다. 이는 체결되는 두께가 X의 그립 범위의 끝 부분에 가깝게 위치되거나 Y의 그립 범위의 매우 처음 부분에 위치되는 경우, 그리고 불확실성이 X 또는 Y의 선택 사이에 존재하는 경우에, 특히 유효하다. 이런 중첩 범위(77)는 또한 조립하는 동안 구조물의 소형화 효과를 보상할 수 있다.

Claims (13)

1. 원통 형태로 사전에 보어링된(3; 22) 부재(40; 41; 42; 43; 44; 45)를 부착하기 위한 장치 그룹(1; 20; 80)이며, 각각의 장치는,
   축(5; 24; 82)을 따라 연장되고 테이퍼진 샤프트(6; 25; 83)와 헤드(7; 26; 84)를 포함하는 핀(4; 23; 81)과,
   핀의 샤프트를 수용하도록 제공된 부싱(8; 27; 87)을 포함하며,
   부싱은 동일한 축을 따라 연장되고, 원통 외측 표면(9; 28; 89)과 내측 테이퍼진 표면(10; 29; 90)을 갖는, 장치 그룹에 있어서,
   장치 그룹은 간섭에 의한 설치 이전에 상이한 내측 표면의 테이퍼율(C1; C2)과 동일한 외경(16A; 16C)을 갖는 부싱을 구비한 적어도 2개의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
2. 제1항에 있어서, 테이퍼율은 1% 내지 10%, 바람직하게는 1% 내지 4%인 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 테이퍼율은, 공식, C = (IF + J + △) / P에 따라서,
   선택되고 사전 결정된, 조립될 부재와 부싱 사이의 간섭율(IF1; IF2)과,
   돌출량(P1; P2)이라 지칭되는, 간섭에 의한 설치 이전의 핀 헤드의 하부 표면(14; 33; 91)과 부싱의 상부 표면(15; 34; 92) 사이의 거리와,
   간섭에 의한 설치 이전의 부싱의 외경과 부재의 보어 직경 사이의 초기 조립 틈새(J1; J2)와,
   간섭에 의한 설치 이후의 부싱의 두께(e8A; e8B; e27C; e27D)의 감분(△1; △2)에 따라 변동하며,
   간섭은 보어의 직경(18)과 간섭에 의한 설치 이후의 부싱의 외경(16B; 16D) 간의 차이에 상응하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 부싱의 높이는 최소로는 간섭에 의한 설치 이후의 부싱의 외경에 상응하고, 최대로는 부싱의 외경의 10배에 상응하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 핀 샤프트의 테이퍼율은 부싱의 내부 표면의 테이퍼율과 동일한 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 핀 샤프트의 테이퍼율은 부싱의 내부 표면의 테이퍼율과 상이한 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 테이퍼율은 동일한 서브 그룹 내에서 국부적으로 변동하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 그룹은 N개의 서브 그룹(46; 47; 48)으로 구성되며, 각각의 테이퍼 서브 그룹은 상이한 높이를 갖는 복수의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 그룹은 바람직하게 1%, 2.5% 및 4%와 동일한 테이퍼율을 갖는 적어도 3개의 서브 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 간섭에 의한 설치 이전의 부싱의 외경과 관련하여 선택된 간섭 값에 의해 정의된 간섭율은 0% 내지 3% 사이에서 변동하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 부싱의 높이는 1.5875 ㎜의 간격으로 점차 증가하는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 1.5875 ㎜의 높이 차이를 갖는, 동일한 서브 그룹의 연속하는 2개의 장치가 0.79375 ㎜만큼 중첩되는 체결 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 핀 헤드는 원통형 또는 원뿔형 형상이며, 관련 부싱은 원통형 또는 원뿔형 헤드를 가진 핀을 수용하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 장치 그룹.

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