KR930011640B1 - 부하 지시 부재 - Google Patents

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KR930011640B1 KR1019910001799A KR910001799A KR930011640B1 KR 930011640 B1 KR930011640 B1 KR 930011640B1 KR 1019910001799 A KR1019910001799 A KR 1019910001799A KR 910001799 A KR910001799 A KR 910001799A KR 930011640 B1 KR930011640 B1 KR 930011640B1
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이. 키블화이트 이안
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에스 피 에스 테크놀러지스 인코포레이티드
아론 뉴런버그
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
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Abstract

내용 없음.

Description

부하 지시 부재
제1도는 본 발명에 따른 하나의 홈을 가진 부하 지시 부재의 실시예에 대한 사시도.
제2도는 제1도의 부하 지시 부재를 도시하는 단면도.
제3도 내지 제6도는 본 발명에 따른 하나의 홈을 가진 부하 지시 부재의 고체예를 도시하는 부분 단면도.
제7도는 본 발명에 따른 두개의 홈을 가진 부하 지시 부재의 실시예에 대한 사시도.
제8도는 제7도의 부하 지시 부재를 도시하는 단면도.
제9도는 제7도의 부하 지시 부재에 의하여 형성된 에코(echo) 신호 및 초음파 펄스를 도시하는 그래프도.
제10도는 본 발명에 따른 헤드에 대향하는 상기 부재 단부상의 트랜스듀서(transducer)를 가진 부하 지시 부재의 실시예를 도시하는 단면도.
제11도 내지 제24도는 본 발명에 따른 두개의 홈을 가진 부하 지시 부재의 교체예를 도시하는 부분 단면도.
제25도는 본 발명에 따른 트레드(thread)를 가진 부하 지시 부재의 실시예를 도시하는 단면도.
제26도 및 제27도는 본 발명에 따른 트레드를 갖는 부하 지시 부재의 교체예를 도시하는 부분 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 패스너 11 : 생크
13 : 헤드 17 : 하부면
19 : 환상홈 22 : 트랜스듀서
26 : 제1환상홈 28 : 제2환상홈
33 : 제1면 34 : 제2면
37 : 신호통로 47 : 초음파 신호통로
[발명의 분야]
본 발명은 부하 지시 부재, 특히 초음파 트랜스듀서를 가진 패스너 (fastener)와 같은 부하 지시 부재에 관한 것이다.
[종래 기술의 설명]
많은 작업에 있어서, 종측으로의 응력을 받는 부재에 의한 종측 부하량의 측정이 요구된다. 이러한 정보는 종측의 응력 측정이 적합한 조인트 존재의 실증을 제공하기 때문에 종측으로의 응력을 받은 부재가 패스너일 때 특히 유용하다.
많은 종래 기술이 부하 지시 특성을 패스너 자체에 제공하므로써 패스너에 의한 종측 응력량을 측정하도록 제안되었다. 이것은 패스너의 설비 전에 패스너의 일부에 핀과 같은 연장된 부재의 한 단부를 상호 결합시키므로서 통상적으로 실행된다. 종래 기술에서 공지된 부하 측정 장치 및 각종 핀형 부하 지시 부재 각각은 정밀도, 제조의 용이성, 혹은 각각의 판독 용이성에 있어서 자체의 장점을 제공하는 반면에, 이들이 부하 지시 부재에 대한 중앙 설치 핀 부재의 부가 및 수정이 요구되기 때문에 아직 제조 원가가 비싸다. 결과적으로, 그러한 부하 지시 부재는 특별한 응급 진단에 대한 필요 또는, 심각하게 인지된 안전에 대한 위험이 야기될 경우에 실제에 있어서 선택적으로만 사용된다. 상기 부재들은 가끔 모니터링으로 이익을 얻는 조립체에서 일반용으로 사용하기에는 너무 값비싸다.
부재 또는 패스너의 연장부를 측정하기 위한 다른 접근은 초음파 측정 장치를 사용하는 것이다. 통상적으로, 이것은 초음파 트랜스듀서를 측정될 부재의 한 단부, 일반적으로 패스너의 헤드로 이동 가능하게 상호 접속시키므로서 실행된다. 확실한 지지를 얻기 위하여, 볼트의 헤드는 극도로 평평하게 그라운드(ground) 되어야 하고 또한 확실한 초음파 트랜스듀서 매체가 볼트 헤드에 제공되어야 한다. 상기 트랜스듀서는 볼트상에 적당히 위치되어야 하고 측정이 이루어지는 동안 적당한 위치에 유지되어야 된다. 이러한 방식을 사용하는 장치 및 기술의 각종 예시는 종래 기술에서 공지되었다. 더구나, 상기 종래 기술은 볼트 연장부의 측정으로부터 얻어진 정보가 조임기구의 셔트 오프(shut off)시의 측정을 위하여 또는 적합한 조인트가 형성되었는지의 여부를 결정하기 위한 조임 공정을 택일적으로 모니터링하기 위하여 사용될 수 있도록 측정장치를 조임기구로 결합시키는 개념을 포함한다.
비록 상술된 방법 및 장치가 패스너 및 조인트에 대한 확실한 정보를 제공할 수 있지만, 이들은 매우 제한 사용된다. 그 이유는 주로 볼트가 주의 깊게 제조되고 기구화에 대해 용이하게 적응할 수 있어야 하기 때문이다. 따라서, 초음파 장력 측정은 구경 측정, 적용 테스팅 및 매우 정밀한 조임을 위한 고정밀 실험용 조임방법으로서 인정된다. 이것은 다수의 구경 측정 및 임계량 제어 응용에 있어서 응력 게이지 볼트의 대안이다. 그러나, 초음파 장력 측정을 취하는 것과 연관된 실제적인 어려움은 일반적인 조립체 조임 전략으로서의 응용을 방해한다. 이러한 실제적인 어려움은, 조이는 동안의 확실한 음향 커플링의 유지에 있어서의 어려움; 값비싸고 복합적인 장비에 의해 제공되는 어려움 및; 각각의 조인트에 대한 파라미터의 실험적 측정에 제공되는 어려움을 포함한다.
피에조전기 또는 다른 초음파 센서를 사용하는 초음파 부하 지시형 부재에 대한 종래 기술의 제안은 코우치만(couchman)의 미합중국 특허 제4,294,122호를 포함하는데, 이것은 유통되는 사전 부하 측정에서 뿐만 아니라 품질 제어 검사 또는 모니터링 효과에 대한 다른 측정에 사용하기 위해서 내부에 고정된 초음파 트랜드듀서와 함께 이것의 대향 단부 또는 이것의 헤드 내에 개구부를 가진 나사 형성 볼트를 서술하고 있다. 또한 할롯스(Halleux)에게 허여된 미합중국 특허 제4,569,229호는, 단부가 내부 인조 반사기에 의하여 제공된 직선 측정런의 하나 또는 다수의 단부를 매체 내에 선택하고; 충분한 에너지를 이송하는 음향선이 유용한 반사기와 부딪히도록 음파 비임을 발산하고; 상기 반사기에 대응하는 에코를 선택하고; 측정에 의해 상기 내부 인조 반사기에 적합한 유용한 음향성의 특성인 변이 시간을 결정하고 또한 각각의 반사기 커플에 의하여 범위가 정해진 구역 내의 응력값 또는 외브 응력값 이내로 각각의 반사기 커플에 대한 변이 시간의 차이 또는 개별적으로 고려된 내부 반사기에 대한 변이 시간을 교차시키는 단계를 포함하는 부분의 응력 측정 방법을 서술하고 있다. 이러한 방법을 이행하기 위한 요소는 상기 요소 내의 보어 또는 관통구로 구성된 반사기를 갖는 것이다.
부가적으로, 스테블레이(steblay)의 미합중국 특허 제4,601,207호는 마인 루우프 볼트(mine roof bolt) 및 그의 응력 측정 방법을 서술하고 있는데, 여기서 먼저 마인 루우프 볼트 헤드상의 플랫부는 기계 가공되고 그후, 구멍은 볼트 헤드로부터의 예정거리에서 볼트를 관통하여 방사상으로 드릴된다. 상기 볼트의 설비 및 장착후에, 상기 볼트의 응력은 상기 플랫부에서의 초음파 펄스를 발생시키므로서 측정된다. 상기 구멍으로부터 반사된 초음파 펄스의 이동시간은 측정된다. 이러한 이동시간은 플랫부로부터 구멍까지의 거리 함수이면 볼트가 장착될 때 증가된다. 연속해서, 시간 측정은 볼트 내의 응력에 관련된다.
또한 키블 화이트(kibble white)의 미합중국 특허 제4,846,001호는 두개의 얇은 전극 사이에 끼워넣은 피에조전기 필름으로 구성된 얇은 피에조전기 센서의 사용을 서술하고 있는데, 이것은 영구적이고 기계적이고 또한 음향적으로 부재의 상부면에 결합되며 길이, 장력 부하, 응력 또는 초음파 기술에 의한 부재의 다른 장력 부하 종속 특성을 결정한다.
[발명의 요약]
본 발명은, 초음파가 홈을 향하도록, 적어도 하나의 홈을 갖는 생크와 부하 지시 부재에 결합된 초음파 트랜스듀서 수단을 포함하는 부하 지시 부재에 관한 것이다. 한 표면은 상기 생크의 한 종측 단부 부근에 형성 가능하며 또한 상기 초음파 트랜스듀서 수단은 상기 표면에 결합 가능하다. 또한, 상기 초음파 트랜스듀서 수단은 초음파가 상기 표면으로부터 이격된 생크의 다른 종측 단부로 향하도록 상기 표면에 결합 가능하다. 상기 홈은 상기 부재의 식별을 위해서 상기 표면으로부터 예정된 거리에서 생크상에 형성된다. 또한, 상기 표면은 리세스를 가지며, 초음파 트랜스듀서 수단은 상기 리세스에 설치된다. 유익하게, 상기 홈은 환상홈이거나 또는 상기 홈은 생크상에 배열된 트레드로 구성된다. 또한 상기 생크는 두개 이상의 환상홈을 가질 수 있다. 이러한 홈들은 부하 지시 부재의 식별을 위해 예정된 이격 거리에서 상기 생크상에 위치할 수 있다. 양호하게, 상기 초음파 트랜스듀서 수단은 피에조전기 필름 트랜스듀서이다. 부가적으로, 적합한 부하 지시 부재는 본 발명에 따른 패스너이다.
본 발명은 종래 기술의 초음파 부하 지시 부재와 비교하여 다수의 장점을 갖는다. 상기 장점들은 부하가 본 발명 생크의 한정된 부분 이상의 초음파 비행 측정 시간으로부터 계산되는 부하 계산을 포함하며, 따라서 부하 계산는 일반적으로 베어링 및 트레드 접촉면으로부터 야기되는 응력 분포에 있어서의 조인트 그립 길이, 절곡 및 변화에 의하여 영향을 받지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 부하 지시 부재의 제조비용은 상기 홈이 트레드 롤링 작업 동안 회전될 수 있기 때문에 종래 기술에 따른 부재보다 낮출 수 있으며, 또한 부하 지시 부재의 뾰족한 단부로 향하기 위한 부가의 동작도 요구되지 않는다. 또한 상기 부재 혹은 조인트의 어떠한 종래 지식도 부하를 측정하는데 있어서 요구되지 않기 때문에, 부하 지시 부재 식별 코딩은 본 발명의 부재에 결합될 수 있다. 더구나, 조임 설비가 상기 부재에 대한 최대 허용 장력을 자동적으로 지시하도록 사용될 수 있기 때문에, 부하 사양서는 일부 작업에 있어서 요구되지 않는다.
부가로, 상기 홈을 사이의 거리조절 가능성 때문에 부재 또는 조인트에 대한 어떠한 종래 지식 없이도 본 발명에 따른 예비 설비된 부재 내의 부하 측정이 가능하다. 또한, 전자 회로 및 케이블링 딜레이는 본 발명에 따른 제2홈의 초음파 비행 측정시간으로부터 제1홈의 초음파 비행 측정 시간을 공제하므로서 제거될 수 있다. 따라서, 부하 측정은 초음파 펄스/센스 전자 및 케이블 길이와 무관하게 행하여 질 수 있다. 또한, 장력 부하에 대한 초음파 비행시간 변화에 관한 싱글 스케일링 요소만이 본 발명에 따른 부하 지시 부재를 위하여 경험적으로 결정될 필요가 있기 때문에, 구경 측정이 매우 간단하다.
따라서, 본 발명의 목적은 초음파가 상기 홈으로 향하여 정밀한 부하 측정이 얻어질 수 있도록 상기 부재에 결합된 초음파 트랜스듀서 수단 및 적어도 하나의 홈을 갖는 생크를 포함하는 부하 지시 부재를 제고하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 부하 측정이 일반적으로 베어링 및 트레드 접촉면으로부터 야기되는 응력 분포에서의 조인트 그립 길이, 절곡 및 변화에 의하여 영향을 받지 않는 부하 지시 부재를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 값싼 방법으로 제조 가능한 부하지시 부재를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 상기 부재 또는 조인트에 대한 어떠한 종래 지식도 부하를 측정하는데 요구되지 않도록, 식별 코딩(coding)을 제공하는 부하 지시 부재를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 상기 목적 및 장점은 양호한 실시예의 설명을 참고로 본 기술에 숙련된 자들에게 명백해진다.
[적합한 실시예의 상세한 설명]
본 발명은 초음파가 홈을 향하도록 적어도 하나의 홈을 갖는 생크와 부하 지시 부재에 결합된 초음파 트랜스듀서 수단을 포함하는 부하 지시 부재를 위한 것이다. 상기 초음파 트랜스듀서 수단은 초음파 트랜스듀서 수단에 의하여 발생된 초음파가 홈을 향하도록 제공되는 부재상의 어떤 적당한 위치에서 부하 지시 부재에 결합 가능하다. 하나 이상의 초음파 트랜스듀서는 본 발명에 따라서 사용될 수 있다. 예로서, 초음파 구동 펄스파를 발생시키기 위한 제1초음파 트랜스듀서는 상기 구동 펄스파가 상기 홈을 향하도록 부하 지시 부재에 결합 가능하고 또한 홈으로부터 반사된 에코(echo)파를 수용하기 위한 제2초음파 트랜스듀서는 상기 에코파를 수용하기 위한 적합한 부재상의 다른 위치에서 부재에 결합될 수 있다. 그러나, 구동 펄스파를 발생시키고 에코파를 수용하기 위한 싱글 초음파 트랜스듀서의 사용이 선호된다. 또한, 초음파 트랜스듀서 수단이 생크의 한 종측 단부에 인접 형성된 표면에 결합되는 것도 선호된다. 더구나, 초음파 트랜스듀서 수단은 상기 초음파 펄스파가 상기 홈을 향할 뿐만 아니라 표면으로부터 이격된 생크의 다른 종특 단부를 향하도록 상기 표면에 결합된다. 또한, 상기 홈은 상기 표면으로부터 예정된 거리에서 생크상에 위치될 수 있으며 그로 인해 부하 지시 부재의 식별을 위한 수단을 제공하게 된다. 상기 초음파 트랜스듀서 수단은 또한 트랜스듀서 수단을 유해한 환경으로부터 보호하기 위하여 리세스 내에 설치될 수 있다.
상기 부하 지시 부재는 소자가 설치되는 조인트 수명 동안의 여러 시간에서 뿐만 아니라 조임 공정 동안 소자들의 장력 부하, 응력, 연장 또는 상기 소자의 다른 특성의 지시를 제공하도록 수정된 볼트, 로드, 리벳, 스터드 혹은 다른 적합한 구조 소자로부터 형성될 수 있다. 또한, 부하 지시 부재는 초음파 전달에 적합한 금속, 플라스틱 또는 다른 적당한 물질로 형성될 수 있다.
상기 홈은 인조 반사기로서 작용하며 초음파 트랜스듀서 수단에 의하여 트랜스듀서 수단의 후면에 발생된 초음파를 반사시키기 위한 적어도 하나의 면을 제공한다. 양호하게, 상기 홈의 파 반사면은 일반적으로 초음파 트랜스듀서 수단이 결합되는 부하 지시 부재면의 일부분과 평행하다. 비록 상기 생크상의 다른 적합한 홈형상이 본 발명에 따라 사용 가능할지라도, 유익하게 상기 홈은 생크상의 환상홈이다. 예시로서, 상기 홈은 생크의 원주 둘레로 30˚, 60˚, 90˚, 120˚, 180˚ 등으로 연장되는 부분 홈일 수 있다. 그러나 일반적으로 상기 홈이 작으면 작을수록 초음파의 반사에 의하여 상기 홈으로부터 형성된 신호는 점점 더 약해진다. 선택적으로, 상기 홈은 생크상에 위치된 트레드로 구성될 수 있다. 두개 이상의 환상홈은 상기 홈들이 부하 지시 부재의 식별을 위해서 이격된 예정된 거리에서 생크상에 설치될 수 있기 때문에 유익하게 사용될 수 있다. 상기 홈 또는 홈들은 종래의 롤링 혹은 기계작동에 의하여 생크상에 형성될 수 있다. 더구나 상기 홈 또는 홈들은 부재상에 트레드 롤링 작동 동안 부하 지시 부재상에 방사 방향으로 롤링될 수 있다.
상기 초음파 트랜스듀서 수단은 지시된 음파를 형성하기 위해 제조될 수 있는 종래 기술의 공지된 어떤 적당한 트랜스듀서 형태일 수 있다. 예시로서, 소형 트랜스듀서 소자 또는 링이 사용될 수 있다. 트랜스듀서는 생크에 영구 부착되거나 또는 트랜스듀서가 초음파를 홈으로 향하게 할 수 있고 적합한 음향 커플링 매체가 제공되는 부하 지시 부재에 일시적으로 결합될 수 있다. 부하 지시 부재에 유익하게, 초음파 트랜스듀서 수단은 피에조전기 필름 트랜스듀서이다.
본 발명의 부하 지시 부재는 종래의 파워 기구를 포함하는 조임기구와 함께 사용되며, 이것은 본 기술에 숙련된 사람들에 의해 명백해지는 바와 같이 부하 지시 부재와 기계 및 전기적으로 결합된다. 더구나, 전자 제어 장치는 본 기술 분야의 공지된 기술에 의하여 초음파 트랜스듀서와 함께 전기 접속될 것이다. 전자 제어 장치는 부하 지시 부재의 생크의 연장, 응력 혹은 장력 부하의 초음파 측정을 제공하도록 초음파 트랜스듀서의 전자 신호를 제공 및 측정한다. 또한, 전자 제어 장치는, 생크상의 홈들 사이의 예정된 거리가 본 발명에 따른 식별 수단을 제공하기 때문에, 부하 지시 부재의 크기 또는 형태를 자동적으로 식별하도록 사용될 수 있다.
조임기구가, 작동 동안 얻어진 장력 부하, 응력, 연장 혹은 부재 식별의 초음파 측정을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치와 함께 제공되는 것은 본 기술분야의 숙련자에게 인정될 것이다. 선택적으로, 상기 조임기구는, 장력 부하 또는 연장의 예정량이 발생되고 따라서 조임동작이 멈출 때, 결정을 위한 전자 제어 장치에 의하여 연속 공급된 정보를 사용하기에 적합할 것이다. 상기 선택된 동력 기구가 종래의 공지된 기술로서 부하 지시 부재의 순간 각도 및 토오크와 같이 형성된 조인트의 다른 특성을 모니터한다는 사실 또한 숙련자에게 인정될 것이다. 이러한 동력 기구의 예는 1982년 8월 17일 허여된 핀겔스톤(Finkelston)의 미합중국 특허 제4,344,216호에 서술되어 있다. 상기 동력 기구로부터 이용 가능한 다른 정보는, 여러 측정된 파라미터가 조임 순간을 제어하기 위해 또는 조임 작동의 결과를 모니터하기 위해 직접 사용할 수 있도록, 정확히 제어된 조임 작동을 제어하기 위해 또는 조임 작동의 결과를 모니터하기 위해 직접 사용할 수 있도록, 정확히 제어된 조임 작동을 제공하기 위한 전자 제어 장치에 의하여 공급된 장려 부하, 응력, 연장 또는 부재 식별 정보와 함께 결합된다.
상기 부재에 따른 초음파의 비행 시간의 측정을 위해 본 발명과 함께 사용될 장치의 예는 본원에 참고로 삽입된 1989년 7월 11일 허여된 키블화이트(kibble white)의 미합중국 특허 제4,846,001호에 서술되어 있다. 비행 시간의 측정을 위한 양한 전자 기술은 비파괴 실험 분야에 있어서의 초음파 개발로 결과로서 본 기술분야에서 공지되어 있다. 대부분의 기술은 요구되는 분석 및 정밀도의 제공이 가능하다. 그러나, 일부의 기술은 정밀한 측정, 회로의 복합성 및 동력 소모에 대한 펄스수에 있어서 특수한 장점을 제공한다. 본 발명의 부하 지시 부재는 펄스-에코 기술이 양호하게 사용되지만, 반향 기술과 같은 다른 종래의 기술 또한 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부도면에 의하여 명백히 이해될 수 있다. 비록 본 발명의 특수 형태가 도면 자체의 서술을 위해서 선택되었지만, 그와 같은 서술은 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니다.
제1도 및 제2도는 부하 지시 부재의 한 적합한 실시예, 특히 패스너(10)의 응력 측정에 적합한 패스너(10)를 서술하고 있다. 이러한 적합한 실시예에서의 패스너(10)는 종측 축(12) 및 예정된 종측 길이를 가진 생크(11)로 구성된 볼트이다. 상기 생크(11)는 종측 축(12)을 따라 종측 응력에 종속되도록 적용된다. 헤드(13)는 생크(11)의 한 종측 단부상에 형성되고 또한 트레드(14)는 다른 종측 단부에 형성된다. 상기 헤드(13)는 그의 단부상에 형성된 단부면(15)을 가지며, 또한 숄더(16)는 헤드(13) 및 생크(11) 사이에 형성된다. 하부면(17)은 생크(11)의 대향 단부에 형성된다. 헤드(13)는 그의 원주 주위에 위치된, 6각형 랜칭면과 같은 랜칭 또는 기구 결합면(18)과 함께 제공된다. 환상홈(19)은 생크(11)의 비트레드된 부분 위에 형성된다. 더구나, 트레드 롤링 동작 동안 패스너상에서 회전될 수 있는 환상홈(19)은 초음파를 피에조전기 필름 트랜스듀서(22)로 반사시키고 또한 요구되지 않는 반사를 최소화시키기 위해서 제2도의 단면도에 도시된 바와 같이 면(20,21)을 제공하도록 형성된다. 물론, 제2도에 도시된 면(20,21)은 3차원 패스너의 단일 면을 구성한다. 상기 환상홈(19)은 패스너(10)의 최극 장력 및 피로 강도가 감소되지 않도록 형성된다.
상기 피에조전기 필름 트랜스듀서(22)는 초음파가 환상홈(19)을 향하도록 헤드 단부면(15)과 결합된다. 더구나, 상기 트랜스듀서(22)는 영구적이고, 기계적이고 또한 전기적으로 헤드 단부면(15)과 상호 결합된다. 선택적으로 패스너의 조임 동안 트랜스듀서(22)가 해드 단부면(15)에 결합되어 초음파가 환상홈(19)으로 향하고 적합한 음향 결합 매체가 제공되는 바와 같이, 상기 트랜스듀서(22)는 헤드 단부면(15)에 일시적으로 결합되거나 그 위에 반영구적으로 장착된다. 유익하게, 상기 트랜스듀서(22)는 연질 알루미늄 박판의 얇은 층에 결합된 공중합체 피에조전기 필름의 얇은 층으로 구성되어 있다. 적합한 실시예에서, 상기 트랜스듀서(22)는 연질 알루미늄 박편의 대략 50마이크론(micron)층에 직접 결합된 VF2/VF3 공중합체 피에조전기 필름의 대략 10마이크론 층으로 구성되는데, 이것은 제1도, 제2도에 도시된 바와 같이 헤드 단부면(15)에 점착된다. 상기 얇은 트랜스듀서(22)는 압력이 점착 공정 동안 제공될 때 제2도의 면(23,24)을 포함하며, 헤드 단부면(15)의 형태를 취한다. 적합하게, 홈면(20,21)은 각각 헤드 단부면(23,24)에 평행한다.
패스너(10)의 응력은 초음파 측정 기술에 의하여 측정된다. 이러한 기술은 상기 헤드 단부면(23,24)에 점착된 트랜스듀서(22)로부터의 초음파 신호의 초기 발생을 포함하며, 이것은 상기 신호를 각각 홈면(20,21)을 향하게 한다. 상기 신호는 트랜스듀서(22)로부터 패스너(10)의 바디를 통하여 홈면(20,21)으로 이동한다. 그때, 상기 신호는 홈면(20,21)으로부터 적어도 한번 트랜스듀서(22)의 뒤로 반사된다. 지시된 초음파 신호 통로(25)의 설명은 제2도에 도시된다. 초음파 전자 설비(도시안됨)는 패스너(10)에 부착되고 트랜스듀서(22)와 상호 전기 접속되어 초기 및 복귀 신호를 공급 및 측정하고 트랜스듀서(22)로부터 홈면(20,21)으로의 초음파 비행 측정 시간을 제공하게 된다. 상기 트랜스듀서(22)로부터 홈면(20,21)으로의 초음파 비행 측정 시간의 차이는, 패스너(10)가 신장되고 초음파 속도가 조임 동안 야기된 축 부하로 생긴 응력과 함께 감소되기 때문에, 패스너 부하에 비례하는 비행 측정 시간을 제공한다.
제3도 내지 제6도의 단면도에 도시된 실시예를 포함하는 본 발명의 여러 가능한 실시예가 있다. 여기에 서술된 실시예는 하나의 환상홈을 갖는다. 상기 트랜스듀서(22)가 결합된 헤드 단부면(15)은 원추형으로 생크(11)와 축방향 정렬된다. 특히, 제3도는 오목 원추형 헤드 형태를 도시하고 또한 제4도는 볼록 원추형 헤드 형태를 도시한다. 더구나, 상기 헤드 단부면(15)은 제5도, 제6도에 도시된 바와 같은 헤드(13)에 형성된 리세스 내에 설치 가능하다. 상기 헤드 단부면(15)은 제5도, 제6도에 도시된 바와 같이 생크(11)와 축정렬된 방사 형태를 갖는다. 특히, 제5도는 오목 원추 방사형 헤드 형태이고 제6도는 볼록 원추 방사형 헤드 형태이다. 다른 헤드 형태도 본 발명에 따라 사용될 수 있으며 이는 본 기술에 숙련된 사람에 의해 인정받게 될 것이다.
제7,8도는 본 발명의 다른 적합한 실시예를 도시하는데, 패스너(10)는 헤드(13) 및 트레드(14) 사이의 생크(11)상에 설치된 두 환상홈(26,27)을 갖는다. 상기 환상홈(26,27)은 상술된 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)내의 응력 측정을 위한 기준을 제공한다. 더구나, 제1환상홈(26)은 면(28,29)을 제공하도록 형성되고, 제2환상홈(27)은 면(30,31)을 제공하도록 형성되는데, 이것은 제8도에 도시된 바와 같이 초음파를 헤드 단부면(15)과 영구적이고, 기계적이고, 전기적으로 상호 접속된 피에조전기 필름 트랜스듀서(22)에 반사시키기 위해서이다. 물론, 제8도에 도시된 면(28,29)(30,31)은 각각 3차원 패스너용의 환상홈(26,27)의 단일면을 포함한다.
제7,8도의 실시예에 있어서, 트랜스듀서(22)는 초음파가 제1환상홈(26), 제2환상홈(27) 및 생크(11)의 길이방향 단부면(32)을 향하도록 헤드 단부면(15)과 결합된다. 상기 종측 단부면(32)은 헤드 단부면(15)으로부터 이격되고 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너의 길이 측정용 기준으로 제공된다. 특히, 상기 헤드 단부면(15)은, 환상홈 면(28,30)에 평행한 제1면(33); 환상홈(29,31)에 평행한 제2면(24) 및; 생크(11)의 종측 단부면(32)에 평행한 제3면(35)으로 구성된다. 초음파 신호는 패스너(10)이 바디를 통하여 제1면(33)에 결합된 트랜스듀서(22)의 일부로부터 제8도에 도시된 초음파 신호 통로(36)의 제공에 의하여 명백해진 바와 같이 제1홈면(28) 및 제2홈면(30)으로 이동한다. 또한 초음파 신호는 패스너 바디를 통하여 제2면(34)에 결합된 트랜스듀서(22)의 일부로부터 제8도의 지시된 초음파 신호(37)의 제공에 의한 바와 같이 제1홈면(29) 및 제2홈면(31)로 이동한다. 부가로, 초음파 신호는 제3면(35)에 결합된 트랜스듀서(22)의 일부로부터 패스너(10) 바디를 통하여 제8도의 초음파 신호 통로(38)의 제공에 의한 바와 같이 단부면(32)으로 이동한다. 다음에, 초음파 신호는 상술된 모든 면으로부터 트랜스듀서(22)의 뒤로 반사된다. 트랜스듀서(22)으로부터 종측 단부면(32)으로의 초음파 비행 측정 시간은 패스너의 비파괴시험 패스너 길이을 위해 사용된다. 그러나, 그와 같은 측정은 부하의 소모에 대하여 요구되지 않는다.
제1환상홈(26) 및 제2환상홈(27)은 초음파 기술을 사용하는 패스너(10)의 식별을 위해서 예정 거리로 이격되어 생크(11)상에 설치된다. 예로서, 제8도에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2홈면(28,30) 사이의 거리(d)는 환상홈 형태가 동일 다이(die)상에서 그라운드 가능하기 때문에 홈의 형성 동안 정밀하게 제어 가능하다. 따라서, 상기 거리(d)는 패스너의 식별 수단을 제공하기 위하여 초기 초음파 시간에 대한 비행 차이 측정을 허용하는 상이한 패스너에 대하여 약간 변화될 수 있다. 상기 패스너와 함께 사용된 초음파 설비는 패스너의 부하 지시를 제공하도록 조여지는 동안 비행 차이 측정 시간의 변화를 비교할 수 있다. 만약 상기 환상홈이 충분히 정확하게 제조될 수 있다면, 이미 설비된 패스너의 부하는 종래 기술에서 사용된 비행 측정의 제로 부하 시간에 대한 요구없이 측정될 수 있다.
따라서, 상기 환상홈 사이의 거리(d)를 사용하는 패스너 식별의 코딩 (coding) 수단은 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 더불어, 조임 제어기는 트랜스듀서로부터 환상홈에 이르는 초음파 비행 시간에서 발생된 부하 측정상의 컴퓨팅, 디스플레잉 또는 컨트롤뿐만 아니라 코딩 수단으로부터 패스너를 자동 식별하기 위하여 본 발명과 함께 사용된다.
제9도는 제7,8도의 실시예에 의하여 형성된 에코 신호 및 초음파 펄스의 예시를 도시하는 도시도이다. 매시간 트랜스듀서가 펄스되면, 초음파 드라이브 펄스 신호는 트랜스듀서에 의하여 발생된다. 상기 드라이브 펄스 신호(39)는 패스너를 통하여 이동하고 제1환상홈(26)으로부터 제1에코(40)를 형성하기 위하여 제1환상홈 (26)의 면으로부터 반사되며, 다음에 제2환상홈(27)으로부터 제1에코(41)를 형성하기 위하여 홈(27)의 면으로부터 반사된다. 상기 신호는 신호가 약화되거나 없어질 때까지 여러번 전, 후방으로 연속 이동된다. 상기 제1환상홈(26)으로부터의 제2에코 (42) 및 제2환상홈(27)으로부터의 제2에코(43)도 또한 제9도에 도시되어 있다. 부가로, 상기 신호는 패스너 단부로부터 제1에코(44)를 형성하도록 패스너의 종측 단부면(32)으로 이동한다.
상기 홈의 위치는 트랜스듀서에서 멀리 떨어진 홈으로부터의 제1에코와 함께 트랜스듀서에 인접한 홈으로부터의 제2 및 제3에코가 동시에 일어나는 것을 방지되도록 선택된다. 상기 제1 및 제2에코는 측정되고 또한 상기 신호들 사이의 비행 시간차가 결정된다. 패스너 식별을 위해 사용될 수 있는 비행 측정 시간 및 부하 계산은 △t=t2-t1인데, 여기서 △t는 제1홈(26)으로부터의 제1에코(40) 및 제2홈(27)으로부터의 제1에코(41) 사이의 시간 차이이며, t?는 초기 드라이브 펄스 신호(39) 및 제2홈(27)으로부터의 제1에코(41) 사이의 시간 차이이고, t2은 초기 드라이브 펄스 신호(39) 및 제1홈(26)으로부터의 제1에코(40) 사이의 시간 차이이다. 또한 t1및 t2는 펄스들 사이의 주기 동안의 부하 상태 발생에 있어서의 어떤 충분한 변화없이 제공된 동일한 펄스 대신에 두 펄스를 사용하여 측정될 수 있다.
홈이 트랜스듀서의 뒷면(back) 대신에 다른 반사면으로 초음파를 향하게 하는 본 발명에 따른 다른 패스너 형태도 또한 가능하다. 예로서, 제10도는 헤드 반대쪽의 패스너의 단부상에 트랜스듀서(22)를 가지는 패스너의 실시예의 단면도이다. 지시된 초음파 신호 통로(25)의 설명은 제10도에 도시된다. 상기와 같은 형태는, 단지 허용 가능한 패스너 단부가 스터드 또는 접속 로드 패스너와 같이 트레드되거나, 또는 영구적 혹은 일시적으로 부착된 트랜스듀서가 플랫면에만 고정될 수 있거나 초음파를 축방향으로 향하게 하는 경우 사용된다.
상술된 바와 같이, 하나 이상의 환상홈이 초음파 또는 인조 반사기로서 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 하나의 홈은 두 홈이 갖는 차이 측정에 있어서 본래의 전자 회로 지연을 종료시키기에는 역부족이다. 하나의 홈으로부터의 펄스 및 에코 신호는 상기 홈이 생크상의 어느 방향에서도 선택적으로 설치될 수 있기 때문에 패스너 식별 정보를 제공할 수 있다. 그러나, 두 홈은 더욱 정밀한 패스너 식별 정보를 제공할 수 있다. 더구나, 두개 이상의 홈은 조인트의 탄성을 개선시킴으로서 패스너 피로 강도를 개선한다.
두 환상홈을 갖는 본 발명의 다른 실시예는 제11도 내지 제24도에 부분 단면으로 도시된다. 지시된 초음파 신호 통로(25)의 제공은 상기에 명백히 도시되어 있다. 특히, 제11도는 오목 원추형 헤드 형태이고, 제12도는 플랫 중앙면을 갖는 오목 원추형 헤드 형태를 도시한다. 제13도는 오목 구현형 헤드 형태이다. 제14도는 헤드(13)에 리세스가 없는 오목 원추형 헤드 형상을 도시한다. 제15도는 헤드(13)에 리세스가 없는 볼록 원추형 헤드형태이다. 더구나, 제16, 18, 20도는 헤드(13)의 리세스에 트랜스듀서(22)를 갖는 블록 원추형 헤드 형태의 상이한 실시예를 도시한다. 또한 제17, 19, 21도는 헤드(13)의 리세스에 트랜스듀서를 가진 오목-원추형 헤드 형태의 상이한 실시예이다. 제22도는 헤드(13)에 어떤 리세스도 없는 볼록 원추형 헤드 형태를 도시한다. 제23도는 플랫 중앙면을 갖는 볼록 원추형 헤드 형태를 도시한다. 또한 제24도는 헤드(13)에 어떤 리세스로 갖지 않는 볼록 구면형 헤드 형태를 도시한다.
제25도는 본 발면의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예의 패스너(10)는 종측축(12)을 갖는 생크(11)와 예정된 종측 길이로 구성된다. 상기 생크(11)는 종측축(12)을 따른 종측 응력의 영향을 받기에 적합하다. 헤드(13)는 생크(11)의 한 길이 방향 단부상에 형성되고, 또한 상기 헤드(13)는 그의 한 단부상에 형성된 단부면(15)을 갖는다. 또한, 트레드(45)는 생크(11)상에 형성되며, 또한 적어도 하나의 트레드(45)는 초음파를 피에조전기 필름 트랜스듀서(22)에 반사시키기 위한 면(46)을 갖는다. 그러나, 하나 이상의 트레드는 초음파를 트랜스듀서(22)에 반사시키기 위한 면을 가질 수 있다. 양호하게, 상기 트레드 면은 트랜스듀서(22)가 결합되는 헤드 단부면(15)의 일부와 평행하다. 예로서, 트랜스듀서(22)가 결합되는 헤드 단부면(15)이 일부는 면(15)의 주요부가 트레드(45)의 반사면(46)에 평행하도록 나선형 트레드를 따르는 원추형일 수 있다. 특히 헤드 단부면(15)은 트레드(45)이 피치와 동일한 면(15)의 피치를 갖는 생크(11)와 축 정렬되는 나선형 원추를 형성한다.
또한, 트랜스듀서(22)는 초음파가 상기 트레드(45)를 향하도록 헤드 단부면(15)과 결합된다. 상기 지시된 초음파 신호 통로(47)의 제공은 제25도에 도시된다. 또한, 다른 패스너 형태도 가능하다. 예로서, 상기 트랜스듀서(22)는 리세스에 설치되고, 헤드는 원추형으로 생크와 축정렬되거나, 또는 상기 헤드는 생크와 축정렬되어 방사형을 갖는다. 다른 실시예는 오목 원추 나선형 헤드 형태를 도시하는 제26도에 도시되며, 제27도에는 본 발명에 따른 인조 반사기로서 트레드를 갖는 볼록 원추 나선형 헤드 형태를 도시한다.
또한 본 발명은 초음파가 상기 홈을 향하도록 부하 지시 부재와 결합된 초음파 트랜스듀서 수단 및 적어도 하나의 훔을 갖는 생크로 구성된 형태의 부하 지시 부재에서의 응력 측정방법을 제공한다. 상기 방법은 초음파 신호가 부하 지시 부재를 통하여 홈으로 이동하고 적어도 한번 초음파 트랜스듀서 수단의 뒤로 반사되도록 초음파 트랜스듀서 수단으로부터 초음파 신호를 발생시켜, 상기 부하 지시 부재상에 응력의 측정 지시를 제공한다. 상술된 바와 같이, 상기 트랜스듀서는 초음파 신호가 또한 생크의 다른 길이 방향 단부로부터 반사되도록 상기 생크의 한 종측 단부에 결합될 수 있다. 또한, 사이 생크는 초음파를 반사시키기 위한 두개 이상의 환상홈을 가질 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 환상홈은 예정 거리로 이격되어 생크상에 설치되어 부하 지시 부재의 식별을 위한 측정을 제공한다. 또한, 상기 홈은 생크상에 배열된 트레드를 포함하다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 초음파 부하 지시 부재에 비해서 다수의 장점을 제공한다. 이러한 장점들은 부하가 페스너 생크의 한정된 부분 이상에서 초음파의 비행 측정 시간으로부터 계산되기 때문에 본 발명을 사용하는 부하 계산을 포함하며 따라서, 부하 계산은 일반적으로 베어링 및 트레드 결합면으로부터 야기되는 응력 분포에서의 조인트 그립 길이, 절곡 및 변화에 의하여 영향을 받지 않게 된다. 또한, 본 발명에 따른 패스너의 제조비용은 홈이 트레드 롤링 동작 동안 회전 가능하고 또한 패스너의 뾰족한 단부를 대면시키기 위한 부가 작동이 요구되지 않기 때문에 종래 기술 패스너보다 낮게 된다. 또한, 어떠한 패스너 또는 조인트에 대한 종래 지식도 패스너 부하를 측정하기 위해 요구되지 않도록 패스너 식별 코딩은 본 발명의 패스너에서 결합될 수 있다. 또한, 조임설비가 패스너에 대한 최대 허용 장력 부하를 자동 지시하도록 사용될 수 있게 때문에(예를 들어, 95% 최소 시험 부과), 부하 사양서가 일부 응용에서는 요구되지 않게 된다.
또한, 홈 사이의 거리 제어가 가능하기 때문에, 패스너 또는 조인트에 대한 어떠한 종래의 지식 없이도 본 발명에 따라서 예비 설비된 패스너의 부하를 측정할 수 있다. 또한 전자 회로 및 케이블링 딜레이는 본 발명에 따라서 제2홈의 비행 측정 시간으로부터 제1홈의 초음파 비행 측정 시간을 공제함으로서 제거될 수 있다. 따라서 부하 측정은 초음파 펄스/센서 전자 및 케이블 길이와 무관하게 이루어진다. 또한 정력 부하에 대한 초음파 비행 시간의 변화(t2-t1)에 관한 단일 스케일링 요소만이 본 발명에 따른 어떤 패스너 설계에 대해서 실험적으로 결정될 수 있게 때문에, 패스너 구경 측정은 매우 간단하게 된다.
비록 본 발명은 상기 특정한 실시예에 한해서 서술되었지만, 본 발명은 본 기술분야의 숙련자에 의해 본 발명의 정신 및 범위 내에서의 다른 형태 및 수정이 가능함은 명백하다. 본 발명 및 청구범위는 상기의 정신 및 범위 내에서 행해지는 모든 수정 및 형태를 보호하기 위해 구성되었다.

Claims (36)

  1. 적어도 하나의 홈(19)을 가진 생크(11)와; 초음파가 상기 홈(19)을 향하도록 부하 지시 부재에 결합된 초음파 트랜스듀서 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  2. 제1항에 있어서, 한 면(15)이 상기 생크(11)의 한 종측 단부에 인접하여 형성되고 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)은 상기 면(15)에 결합되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  3. 제2항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)은 초음파가 상기 면(15)으로부터 이격 형성된 생크(11)의 다른 종측 단부로 향하도록 상기 면(15)에 결합되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  4. 제2항에 있어서, 상기 홈(19)은 부하 지시 부재의 식별을 위해서 상기 면(15)으로부터의 예정 거리에서 생크(11)상에 위치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  5. 제2항에 있어서, 상기 면(15)은 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)이 설치되는 리세스를 갖는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홈(19)은 생크(11)상에 위치된 트레드(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 홈(19)은 환상홈인 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  8. 제7항에 있어서, 상기 생크(11)는 두개 이상의 환상홈(26,27)을 갖는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 환상홈(26,27)은 부하 지시 부재의 식별을 위하여 이격된 예정거리에서 생크(11)상에 위치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)은 피에조전기 필름 트랜스듀서인 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 부하 지시 부재는 볼트, 로드, 리벳 또는 스터드인 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  12. 패스너(10)용 응력 측정에 적합한 부하 지시 부재에 있어서, 종측축(12) 및 예정된 종축 길이를 가지며, 상기 종측축(12)을 따른 종측 응력에 종속되도록 조절된 생크(11)와; 상기 생크(11)의 한 종축 단부상에 형성되며, 헤드의 단부상에 형성된 한 면을 갖는 헤드(1)와; 초음파를 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)에 반사시키기 위한 적어도 한 면(20)을 가지며, 상기 생크(11)상에 형성된 적어도 하나의 환상홈(19)과; 초음파가 상기 환상홈(19)을 향하도록 상기 헤드(13)의 단부면(15)과 결합되는 피에조전기 필름 트랜스듀서(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  13. 제12항에 있어서, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 상기 헤드(13)의 단부면(15)과 영구적이고, 기계적이고, 전기적으로 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  14. 제12항에 있어서, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 얇은 층을 연질 알루미늄 박편에 결합된 얇은 층의 공중합체 피에조전기 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  15. 제12항에 있어서, 상기 헤드(13) 내에 형성된 리세스를 또한 포함하고, 상기 헤드(13)이 단부면(15)은 리세스 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  16. 제2항에 있어서, 상기 헤드(13)의 단부면(15)은 원추형이고 상기 생크(11)와 축정렬되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  17. 제12항에 있어서, 상기 헤드(13)의 단부면(15)은 생크(11)와 축정렬되는 감소된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  18. 제12항에 있어서, 상기 응력은 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로부터의 초음파 신호의 발생을 포함하는 초음파 측정 기술에 의하여 측정되고, 상기 신호는 패스너(10)를 통해 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로부터 환상홈(19)으로 이동되거나 또한 적어도 한번은 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  19. 제18항에 있어서, 상기 패스너(10)는 헤드(13)으로부터 이격된 생크(11)상에 위치된 트레드(14)를 갖는 볼트인 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  20. 제19항에 있어서, 두 환상홈(26,27)은 헤드(13) 및 트레드(14) 사이의 생크(11)상에 설치되며, 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)의 웅력 측정을 위한 기준을 제공하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  21. 제20항에 있어서, 초음파가 상기 면(15)으로부터 이격된 생크(11)의 또 다른 종축 단부(32)를 향하고 상기 생크(11)의 다른 종축 단부(32)는 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)의 길이 측정용 기준을 제공하도록, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 헤드(13)의 단부면(15)과 영구적이고, 기계적이고, 전기적으로 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  22. 제20항에 있어서, 상기 두 환상홈(26,27)은 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)의 식별을 위해서 이격된 예정 거리의 생크(11)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  23. 패스너(10)용 응력 측정에 적합한 부하 지시 부재에 있어서, 종측축(12) 및 예정된 종측 길이를 가지며, 상기 종측축(12)을 다른 종측 응력에 종속되도록 조절된 섕크(11)와; 상기 섕크(11)의 한 종측 단부에 형성되며, 헤드의 단부상에 형성된 한면(15)을 갖는 헤드(12)와; 섕크상에 형성되며, 적어도 하나는 초음파를 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)에 반사시키기 위한 면(46)을 갖는 트레드(45)와; 초음파가 상기 트레드(45)를 향하도록 상기 헤드(13)의 단부면(15)과 결합되는 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  24. 제23항에 있어서, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 상기 헤드(13)은 단부면(15)과 영구적이고, 기계적이며, 전기적으로 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  25. 제23항에 있어서, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 얇은 층의 연질 알루미늄 박편에 결합된 얇은 층의 공중합체 피에조전기 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  26. 제23항에 있어서, 상기 헤드(13)에 형성된 리세스를 부가로 포함하고, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 상기 리세스에 설치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  27. 제23항에 있어서, 상기 헤드(13)의 단부면(15)은 상기 섕크(11)와 축정렬된 나선 원추형이며, 상기 단부면(15)의 피치는 트레드(45)의 피치와 동일한 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  28. 제23항에 있어서, 상기 헤드(13)의 단부면(15)은 상기 섕크(11)와 축정렬되는 감소 형상인 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  29. 제23항에 있어서, 상기 응력은 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로부터의 초음파 신호의 발생을 포함하는 초음파 측정 기술에 의하여 측정되고, 그로 인해 상기 신호는 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로부터 패스너(10)를 통하여 트레드(45)로 이동하며 또한 적어도 한번 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  30. 제29항에 있어서, 상기 트레드(45)는 초음파 측정 기술을 사용하여 패스너(10)의 응력을 측정하기 위한 기준을 제공하는 섕크(11)상에 설치된 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  31. 제30항에 있어서, 상기 피에조전기 필름 트랜스듀서 수단(22)은 헤드(13)의 단부면(15)과 영구적이고, 기계적이며, 전기적으로 상호 접속되어, 초음파가 또한 상기 면(15)으로부터 이격된 섕크(11)의 다른 종측 단부를 향하며, 섕크(11)의 다른 종측 단부는 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)의 길이 측정을 위한 기준을 제공하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  32. 제30항에 있어서, 상기 트레드(15)는 초음파 측정 기술을 사용하는 패스너(10)의 식별을 위해서 상기 헤드(13)로부터 예정된 거리에 있는 섕크(11)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재.
  33. 적어도 하나의 홈(19)을 갖는 섕크(11)와 초음파가 상기 홈(19)으로 향하도록 상기 부하 지시 부재에 결속된 초음파 트랜스듀서 수단(22)을 포함하는 형태의 부하 지시 부재의 응력 측정 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 신호가 부하 지시 부재를 통하여 상기 홈(19)으로 이동하며 적어도 한번 원래의 초음파 트랜스듀서 수단(22)으로 반사되도록 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)으로부터 초음파 신호를 발생시키는 방법과, 상기 부하 지시 부재상의 응력 측정 지시를 제공하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 지시 부재의 응력 측정 방법.
  34. 제33항에 있어서, 초음파 신호가 섕크(11)의 다른 종축 단부로부터 또한 반사되도록 상기 초음파 트랜스듀서 수단(22)은 섕크(11)의 한 종측 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 섕크(11)는 초음파를 반사시키기 위한 두개 이상의 환상홈(26,27)을 가지며, 상기 환상홈(26,27)은 이격된 예정된 거리에 있는 섕크(11)상에 설치되고 그러므로서, 부하 지시 부재의 식별을 위한 측정을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제33항에 있어서, 상기 홈(19)은 섕크(11)상에 위치된 트레드(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IE904265A1 (en) * 1990-11-26 1992-06-03 Stanislaw Boleslan Czajkowski Air flow measuring apparatus
GB2293698B (en) * 1994-09-23 1998-03-11 Crane Electronics Socket for use in measuring clamp load
DE19509290C1 (de) * 1995-03-15 1996-05-02 Bbc Reaktor Gmbh Prüfkopf zum Ultraschallprüfen einer eingebauten Innenmehrkantschraube
AU758290B2 (en) * 1996-05-03 2003-03-20 Ald Vacuum Technologies Ag Minimizing the effect of bending on ultrasonic measurements in a load-bearing member
AU737072B2 (en) * 1996-05-03 2001-08-09 Ald Vacuum Technologies Ag Minimizing the effect of bending on ultrasonic measurements in a load-bearing member
US6009759A (en) * 1996-05-03 2000-01-04 Ultrafast, Inc. Minimizing the effect of bending on ultrasonic measurements in a load-bearing member
KR100195436B1 (ko) * 1996-12-20 1999-06-15 서동만 초음파 레일라이파를 이용한 나삿니의 미세 결함 검출 방법
US5970798A (en) * 1997-09-25 1999-10-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Ultrasonic bolt gage
US6186010B1 (en) 1997-12-17 2001-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Bolt for ultrasonic axial tension measurement
AU750458B2 (en) * 1998-03-03 2002-07-18 Sensotech Ltd. Ultrasonic transducer
NL1011591C1 (nl) * 1999-03-18 2000-10-03 Konink Nedschroef Holding N V Schroefbout met meetvlakken.
US20050208452A1 (en) * 2002-03-04 2005-09-22 Lang Brien R Method and apparatus for determining the preload for screws for dental implant systems
US6358051B2 (en) * 1999-12-07 2002-03-19 Brien R. Lang Method and apparatus for determining the preload for screws for dental implant systems
WO2007139834A2 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Innovation Plus, Llc Probe for fastener identification and ultrasonic load measurement
US7441462B2 (en) * 2001-01-29 2008-10-28 Innovation Plus, Llc Load indicating member with identifying element
ES2387218T3 (es) * 2001-01-29 2012-09-18 Innovation Plus, L.L.C. Elemento indicador de carga con marca de identificación
US7467556B2 (en) * 2001-01-29 2008-12-23 Innovation Plus, Llc Thread forming fasteners for ultrasonic load measurement and control
KR20020096718A (ko) * 2001-06-21 2002-12-31 기아자동차주식회사 자동차의 트렁크 박스 부착용 파스너
ATE384884T1 (de) * 2002-09-19 2008-02-15 Innovation Plus L L C Gewindeschneidende befestigungselemente zur ultraschalllastmessung und steuerung
US7086705B2 (en) * 2003-09-04 2006-08-08 Benmaxx, Llc Zinc stud insert
JP4524197B2 (ja) * 2004-03-02 2010-08-11 株式会社サンノハシ 軸力検知締結工具、ボルト、ボルトの製造方法
DE102004027919B3 (de) 2004-06-09 2006-03-30 Pfw Technologies Gmbh Verfahren zur Korrektur des Einflusses von Signalübertragungsleitungen auf Signallaufzeitänderungen bei Ultraschallmessungen
US7698949B2 (en) * 2005-09-09 2010-04-20 The Boeing Company Active washers for monitoring bolted joints
ES2535366T3 (es) * 2006-04-06 2015-05-08 Innovation Plus, L.L.C. Sistema para controlar dinámicamente la salida de par de torsión de una herramienta neumática
DE202006006990U1 (de) * 2006-04-27 2006-07-13 Pfw Technologies Gmbh Verbindungsbauteil mit temperaturfestem Sensorelement
US8521448B1 (en) 2009-10-21 2013-08-27 The Boeing Company Structural analysis using measurement of fastener parameters
US8978967B2 (en) * 2007-10-31 2015-03-17 The Boeing Campany Intelligent fastener system
US8683869B2 (en) * 2008-09-04 2014-04-01 The Boeing Company Monitoring fastener preload
US8810370B2 (en) 2010-01-22 2014-08-19 The Boeing Company Wireless collection of fastener data
US8075233B2 (en) * 2008-07-15 2011-12-13 Meidoh Co., Ltd. Bolt, the axial force of which is to be determined by a supersonic wave, and a method for the manufacturing thereof
US8386118B2 (en) 2009-08-04 2013-02-26 The Boeing Company System and method for detecting an anomaly in a hidden layer of a multi-layer structure
DE102009060441B4 (de) * 2009-12-22 2014-11-20 Amg Intellifast Gmbh Sensorelement
WO2011139350A2 (en) 2010-05-03 2011-11-10 Innovation Plus, Llc System for performing predefined fastener installation procedures
CN106662138B (zh) * 2014-03-11 2019-08-13 佳创新有限责任公司 将超声波传感器应用到紧固件上的系统
DE102015111827A1 (de) * 2015-07-21 2017-01-26 Airbus Operations Gmbh System und verfahren zur durchführung einer messung an einem verbindungselement
EP3290721A1 (de) * 2016-08-30 2018-03-07 HILTI Aktiengesellschaft Abstandssensor an ankerspitze
JP6823625B2 (ja) 2018-08-03 2021-02-03 本田技研工業株式会社 締付装置
US10938447B1 (en) * 2019-08-08 2021-03-02 The Boeing Company Radio-frequency-identification-based smart fastener
CN115507989A (zh) * 2022-08-22 2022-12-23 中国第一汽车股份有限公司 一种转向节与轮毂轴承连接螺栓轴力测量装置与方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918294A (en) * 1970-11-24 1975-11-11 Toyota Motor Co Ltd Axial force measuring method utilizing ultrasonic wave
US4295377A (en) * 1979-07-12 1981-10-20 General Dynamics Corporation Fastener incorporating removable ultrasonic transducer
US4294122A (en) * 1979-07-12 1981-10-13 General Dynamics Corporation Fastener incorporating ultrasonic transducer
US4344216A (en) * 1979-12-10 1982-08-17 Sps Technologies, Inc. Apparatus and method for tightening an assembly
LU84553A1 (fr) * 1982-12-24 1984-10-22 Benoit De Halleux Procede de mesure de contrainte dans un milieu et element et assemblage pour la mise en oeuvre de ce procede
US4601207A (en) * 1985-01-11 1986-07-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Measuring mine roof bolt strains
US4846001A (en) * 1987-09-11 1989-07-11 Sps Technologies, Inc. Ultrasonic load indicating member

Also Published As

Publication number Publication date
AU6980391A (en) 1991-08-08
EP0441145A3 (en) 1992-06-10
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US5029480A (en) 1991-07-09
JPH04230816A (ja) 1992-08-19
AU632443B2 (en) 1992-12-24
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EP0441145B1 (en) 1995-09-13
DE69112856T2 (de) 1996-02-15
ES2079496T3 (es) 1996-01-16
BR9100365A (pt) 1991-10-22

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