專利名稱：負(fù)荷指示緊固件系統(tǒng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及適于指示其所承受負(fù)荷的負(fù)荷指示緊固件系統(tǒng)，更具體一點，涉及非接觸式電子設(shè)備，例如當(dāng)緊固系統(tǒng)被固緊時用來測量變化的空氣間隙或所產(chǎn)生的形狀的電抗電容器，更具體一點，涉及非接觸式的圖象處理或激光設(shè)備，當(dāng)緊固系統(tǒng)被固緊時用來測量變化的空氣間隙或所產(chǎn)生的形狀。
背景技術(shù)：
為了確保螺栓連接結(jié)構(gòu)的一體性，希望將應(yīng)用的緊固件系統(tǒng)精確地固緊到設(shè)定的負(fù)荷程度。眾所周知，指示應(yīng)變真實地代表了引入緊固件系統(tǒng)的負(fù)荷。通常使用轉(zhuǎn)矩扳手將緊固件固緊到預(yù)定的轉(zhuǎn)矩程度，但是它們會受到不可預(yù)測的摩擦力的影響，因此產(chǎn)生的應(yīng)變會很不精確。換言之，控制轉(zhuǎn)矩不會導(dǎo)致緊固件系統(tǒng)的準(zhǔn)確負(fù)荷。
已有的接觸式緊固件伸長測量設(shè)備某些測量設(shè)備，例如線性傳感器，需要機械接觸才能起作用。
這些接觸方法本身就很難使用在該領(lǐng)域中。應(yīng)變的測量值相當(dāng)小，并且任何表面污染(腐蝕、污垢、自然磨損、使用中的損壞等等)能夠?qū)е潞艽蟮恼`差。因此，本發(fā)明的一個目的是通過一非接觸式設(shè)備和方法來測量應(yīng)變。
已有的非接觸式緊固件伸長測量設(shè)備和方法測量處于應(yīng)變狀態(tài)之下的一緊固件伸長的已有非接觸式設(shè)備和方法在每一單個緊固件中一般是在螺栓或柱螺栓中利用了電子元件。這些先前的方法具有與其相關(guān)的多個重大的問題。
已有的非接觸式測量設(shè)備的一個問題是給每一單個緊固件設(shè)置電子元件將是昂貴的。此外，一體化的測量儀器包括了緊固件的完整性，這不適于許多場合的嚴(yán)峻環(huán)境。因此本發(fā)明的一個目的是提供一有效成本的負(fù)荷指示緊固件，其中，緊固件本身不帶有電子部分。
已有的非接觸式測量設(shè)備的另一個問題是它們一般需要緊固件的復(fù)雜的修改，這使制造過程變得很困難。因此，本發(fā)明的一個目的是使用一種簡單的設(shè)備和方法測量緊固件的伸長，該設(shè)備和方法僅需對緊固件系統(tǒng)進(jìn)行稍微修改，這可簡單容易地結(jié)合在制造過程中。
本發(fā)明的簡要說明按照在此實施和廣泛描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、功能和結(jié)果，以下是獲得了上述和其他目的且提供了上述和此后說明的好處和優(yōu)點的本發(fā)明的簡要說明。申請人的發(fā)明獨立地包括在此描述的裝置和方法，該裝置和方法獲得了本發(fā)明的目的和優(yōu)點。以下描述了本發(fā)明的兩個形式，申請人意圖要求兩種形式的保護(hù)，盡管以下為了清楚和簡潔的目的，申請人將使用一個或另一個形式來描述本發(fā)明的各個方面和特征。
按照本發(fā)明提供了一種負(fù)荷指示緊固件系統(tǒng)，它包括當(dāng)使用緊固件時承受應(yīng)變的一個主體、具有對應(yīng)于主體長度或形式的變化或施加應(yīng)變的情況之下相關(guān)的墊圈設(shè)計可相對運動的部分的負(fù)荷傳感裝置和單獨的非接觸式間隙測量設(shè)備，例如具有一電抗電容器的電子設(shè)備，或者例如圖象處理設(shè)備，或者例如激光設(shè)備(此后將其統(tǒng)稱或單獨稱為“非接觸式間隙測量設(shè)備”)，當(dāng)這些設(shè)備固定到緊固件的鄰近處時，它們通過非接觸方法記錄運動部分的該相對運動。
緊固件系統(tǒng)可以是螺栓或柱螺栓、螺母和墊圈的形式，或者它也可以是其他的形式。在螺栓的形式中，緊固件的主體包括基本是標(biāo)準(zhǔn)形式的一個頭和桿。相似地，在柱螺栓的形式中，主體包括基本是標(biāo)準(zhǔn)形式的一個桿。在任一個所說的形式中，一墊圈可以并入指示運動部分的裝置，該運動部分被一個單獨的上述類型的非接觸式間隙測量設(shè)備所感應(yīng)。在螺栓或柱螺栓的情況下，負(fù)荷感應(yīng)元件響應(yīng)施加應(yīng)變狀態(tài)之下的該桿的長度變化。在墊圈的情況下，負(fù)荷感應(yīng)元件感應(yīng)施加應(yīng)變下墊圈的形式中的形狀變化。方便地，該間隙測量設(shè)備可固定在螺栓頭部、螺紋端部、柱螺栓端部或者墊圈處，當(dāng)使用緊固件系統(tǒng)時可容易地將該設(shè)備固定在那里。
當(dāng)緊固件系統(tǒng)正在被固定時和固定完成時，負(fù)荷感應(yīng)元件指示緊固件主體長度的變化，或者墊圈形狀的變化，或者螺栓頭部形狀的變化。因此，當(dāng)緊固件系統(tǒng)正在被固定時，非接觸式間隙測量設(shè)備記錄所施加的負(fù)荷，當(dāng)緊固件系統(tǒng)達(dá)到需要的工作負(fù)荷時，該非接觸式間隙測量設(shè)備將會指示。該非接觸式間隙測量設(shè)備可連接到緊固件系統(tǒng)上，并且所得到的測量結(jié)果可顯示在計算機監(jiān)視器24或其他顯示單元上。在固緊過程中可使用該測量方式。在最初的固緊之后可使用該測量方式以檢查最初固緊狀態(tài)的任何變化。
實際的緊固件系統(tǒng)負(fù)荷可以指示在監(jiān)視器24上，并且可使用一電子輸出信號控制能量固緊工具(未圖示)或當(dāng)緊固件系統(tǒng)達(dá)到了需要的負(fù)荷時指示一個警示。
負(fù)荷感應(yīng)裝置可用來記錄施加的負(fù)荷直至緊固件系統(tǒng)材料的檢驗負(fù)荷(檢驗負(fù)荷是在其初始尺寸將會產(chǎn)生永久變化之前所能保持的最大負(fù)荷)。
可以各種方式獲得隨變化的應(yīng)變而變化的間隙。在較佳的實施例中，產(chǎn)生該間隙的裝置包括一負(fù)荷感應(yīng)元件，該負(fù)荷感應(yīng)元件設(shè)置在當(dāng)使用該緊固件系統(tǒng)時應(yīng)變施加到主體上的方向中，并且具有一錨定部分。該錨定部分牢固地錨定在使用緊固件時有運動的主體部分上。非接觸間隙測量設(shè)備和感應(yīng)元件之間的空氣間隙變大還是減小，這取決于緊固件是否被固定或者放松了應(yīng)變。非接觸式間隙測量設(shè)備通過測量空氣間隙來起作用且將施加的負(fù)荷記錄在監(jiān)視器24上。負(fù)荷感應(yīng)元件較佳地用與主體材料相同的材料制造或至少具有相同的熱膨脹系數(shù)。以此方式，改變緊固件系統(tǒng)使用時的溫度將不會影響負(fù)荷感應(yīng)元件的功能。
在一較佳的實施例中，負(fù)荷感應(yīng)元件是一實心的圓柱形桿(diameter bar)，一端提供了錨定部分，另一自由端可相對緊固件運動。負(fù)荷感應(yīng)元件的至少一部分位于主體的一盲孔或通道中。當(dāng)負(fù)荷感應(yīng)裝置包括一感應(yīng)元件時，如上所述，它可以由安裝到孔或通道的盲端部分中的一個插件提供。錨定部分可錨定在該孔或通道的基部。該孔或通道可具有一個較小的基部，該錨定部件錨定在基部中。方便地，非接觸式間隙測量設(shè)備位于這樣的孔或通道的自由端或其鄰近處。感應(yīng)元件和主體之間可直接地錨定，例如通過焊接、螺紋連接或粘結(jié)，或者感應(yīng)元件可以錨定在適于固定到主體上的基部。孔或通道的基部可以是緊密過盈孔的形式，將感應(yīng)元件壓入該孔以提供一牢固的錨定。
負(fù)荷感應(yīng)元件可被設(shè)置為在施加應(yīng)變狀態(tài)下主體長度變化的一給定范圍內(nèi)運作。這通常是藉助于主體從無負(fù)荷狀態(tài)直至材料檢驗負(fù)荷的伸長。當(dāng)施加負(fù)荷以固緊主體時，負(fù)荷感應(yīng)元件移進(jìn)遠(yuǎn)離零基準(zhǔn)的主體內(nèi)(基準(zhǔn)表示位于緊固件頭的上表面上的不能移動的固定部分)。非接觸式間隙測量設(shè)備連接在主體上且測量主體上的基準(zhǔn)點(參考點或形狀)和負(fù)荷感應(yīng)元件之間的差異，并且非接觸式測量設(shè)備被標(biāo)定刻度以指示負(fù)荷。
對于檢驗負(fù)荷之下的某一伸長，所需的初始長度可以這樣計算

式中E＝主體材料的楊氏系數(shù)A＝主體的截面面積對于不同的橫截面積和/或檢驗負(fù)荷，所需的初始長度將會改變。對于緊固件尺寸的一個范圍，按照需要可以提供不同長度的檢驗負(fù)荷感應(yīng)元件。但是，按照本發(fā)明，負(fù)荷感應(yīng)元件具有標(biāo)準(zhǔn)長度且通過非接觸式間隙測量設(shè)備來補償差異，這樣提供的負(fù)荷感應(yīng)元件裝置在生產(chǎn)上通常更加簡單和經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明可以給出緊固件系統(tǒng)所承受負(fù)荷的高精確指示。應(yīng)用負(fù)荷的非接觸式測量設(shè)備的指示使人可以容易地看出施加到緊固件系統(tǒng)上的負(fù)荷是多少。這可從便攜式電池供能的監(jiān)視器/顯示器看到，該監(jiān)視器/顯示器是手持型的且通過臨時管道及電纜連接器連接在非接觸式間隙測量單元上。
該緊固件系統(tǒng)可以制造得基本不比傳統(tǒng)緊固件或相似類型的緊固件昂貴。例如，孔可以在初始制造過程中形成。而且，傳統(tǒng)的緊固件可容易地改成包括按照本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)裝置。
在另一形式中，負(fù)荷感應(yīng)元件可被設(shè)置成通過負(fù)荷指示墊圈來記錄施加的負(fù)荷直至材料的檢驗負(fù)荷。將墊圈設(shè)計為在緊固件系統(tǒng)應(yīng)變下將會撓曲，并且非接觸式間隙測量設(shè)備相對墊圈/螺栓的靜止部分測量該撓曲。如以上的解釋，將非接觸式間隙測量設(shè)備標(biāo)定刻度以指示緊固件系統(tǒng)的負(fù)荷。
在另一形式中，負(fù)荷感應(yīng)元件可被設(shè)置為在螺栓處在應(yīng)變狀態(tài)下通過測量特別設(shè)計的螺栓頭的撓曲來記錄所施加的負(fù)荷直至材料的檢驗負(fù)荷，測量是在螺栓處于應(yīng)變狀態(tài)下彼此相對運動的兩個部分上進(jìn)行的。如以上的解釋，將非接觸式間隙測量設(shè)備標(biāo)定刻度以指示緊固件系統(tǒng)的負(fù)荷。
使用在本發(fā)明較佳實施例中的方法是通過電抗的測量方式，其中電容電抗＝1/2πFC電容＝D×A/G因此，電抗＝G/2πFDA位移＝間隙的變化其中F＝頻率(赫茲)C＝電容(法拉)D＝絕緣常數(shù)(空氣＝1)A＝面積(平方英寸)G＝間隙(英寸)以下是本發(fā)明的某些優(yōu)點1.一種非接觸間隙測量設(shè)備，它包括所有必需的電子設(shè)備，當(dāng)緊固系統(tǒng)無實際接觸地被固緊時，它通過測量運動的部分來測量變化的間隙或所產(chǎn)生的形狀。
2.非接觸式的測量使污染或環(huán)境造成的誤差減小到最小。
3.所測量的距離是由所測量的整個表面的平均值決定的，這與接觸式方法不同。
4.該設(shè)備和方法是成本有效的，因為緊固件的成本不會變化很大，只需對緊固件稍微修改就可以完成本發(fā)明。
5.緊固件不承載電子部分。
6.對于緊固件系統(tǒng)的設(shè)計修改將結(jié)合在制造過程中。
7.即使最嚴(yán)峻的場合也適于使用該緊固件系統(tǒng)。
8.位移與電抗直接成比例且會給出一線性圖形。
9.緊固件系統(tǒng)負(fù)荷指示是高度精確和可重復(fù)的。
10.該系統(tǒng)是便攜式的且可以使用在該領(lǐng)域中，以便于檢查和讀出施加的負(fù)荷。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明帶有局部剖視的主視圖，它示出了對于一緊固件的改型和包含在內(nèi)用以測量間隙的測量元件。還示出了帶有環(huán)狀類型電抗電容器和圓柱類型電抗電容器的便攜式電抗電容器頭。環(huán)狀類型電抗電容器測量其表面和緊固件的固定部分之間的間隙。圓柱類型電抗電容器測量其表面和測量元件的上自由端之間的間隙。非接觸式間隙測量設(shè)備計算測量元件的自由端和基準(zhǔn)(參考)表面之間的差異。非接觸式間隙測量設(shè)備計算兩測量值之間的差別，該結(jié)果被精確地標(biāo)定刻度以指示使用中緊固件所產(chǎn)生的夾緊負(fù)荷。
圖2是與圖1相似的視圖，它示出了圖1所示的不帶有便攜頭的緊固件。
圖3是與圖1相似的視圖，它示出了只用圓柱類型電抗電容器來測量間隙的另一選擇。便攜頭固定在緊固件基準(zhǔn)表面的固定部分上。圓柱類型電抗電容器測量圓柱形電感的表面和測量元件的表面的上自由端之間的間隙。非接觸間隙測量設(shè)備計算間隙的不同測量值，且標(biāo)定刻度以指示使用中緊固件所產(chǎn)生的夾緊負(fù)荷。
圖4是與圖1相似的視圖，它示出了當(dāng)緊固件系統(tǒng)處在應(yīng)變狀態(tài)下會撓曲的特別設(shè)計的墊圈和用以測量間隙的非接觸式間隙測量設(shè)備。當(dāng)電抗電容器非接觸式間隙測量設(shè)備被固定到螺栓連接處時，它測量電抗電容器表面和墊圈上被測量部分之間的間隙。
圖5是與圖1相似的視圖，它示出了使緊固件頭部變形的特別設(shè)計的墊圈，因此當(dāng)緊固件處在應(yīng)變狀態(tài)下時，頭的兩個不同部分可相對彼此被電抗電容器非接觸式測量設(shè)備所測量。
圖6是與圖1相似的視圖，它示出了本發(fā)明的又一改型，其中固定了一圖象處理器或激光類型的間隙測量設(shè)備以供使用。
圖7是與圖1相似的視圖，它示出了一個緊固件頭部，該頭部被改型以在緊固件承受應(yīng)變時在負(fù)荷的作用下?lián)锨?br> 圖8是與圖1相似的視圖，它示出了本發(fā)明的又一改型，其中包括一特殊設(shè)計的墊圈，當(dāng)緊固件承受應(yīng)變時，在負(fù)荷作用下，該墊圈撓曲且也撓曲了緊固件的頭部。
圖9是與圖1相似的視圖，它示出了本發(fā)明的又一改型，其中當(dāng)緊固件承受應(yīng)變時，在負(fù)荷作用下，圖9所示的特別設(shè)計的墊圈會撓曲，并且從該系統(tǒng)的邊側(cè)測量間隙中的變化。
本發(fā)明的詳盡描述現(xiàn)詳細(xì)地參見附圖，如圖1、2中，示出了在螺釘連接處25中的一負(fù)荷指示緊固件的一個實施例，這是為了測量電抗電容器15、16的表面和桿4之間的變化間隙。設(shè)置了一個螺栓緊固系統(tǒng)1，該系統(tǒng)具有用鋼制造的金屬主體2，例如，它包括一六邊形頭3和一桿4，桿4具有一外螺紋部分5，外螺紋部分5通過一光滑的圓柱部分6、墊圈26、27、螺母28和一電抗電容器15A與頭3分隔開，在圖1的實施例中，電抗電容器15A具有圓柱形電抗電容器15和環(huán)形電抗電容器16，以測量變化間隙。
與其轉(zhuǎn)動軸線同軸地鉆入主體2的是一盲孔7，盲孔7從頭3的頂部延伸，通過頭3且進(jìn)入桿4中大約光滑圓柱形部分6長度的四分之一處。孔7的內(nèi)部閉合端是一個緊公差較小的沉孔9，它可作為測量元件8的固定樁。支承在孔7中的是一負(fù)荷感應(yīng)裝置，該裝置包括使用與主體2同樣材料制造的測量元件8。測量元件8在孔7中錨定在沉孔9處。該錨定可以是例如壓入孔9中或通過各種固定方式中的任何一種固定在其內(nèi)。
頭3的上表面通過機械加工形成了一定位接口10、上基準(zhǔn)表面11和一下表面12。測量元件8的自由端8A與頭3的上基準(zhǔn)表面11是同平面的。當(dāng)使用緊固件時，測量元件8響應(yīng)通過螺母28施加到桿4上的負(fù)荷。該響應(yīng)與施加負(fù)荷之下桿4的伸長相關(guān)。測量元件8可適當(dāng)?shù)馗袘?yīng)施加的負(fù)荷且指示該負(fù)荷直至主體2材料的檢驗負(fù)荷。因此，測量元件8被設(shè)置成可響應(yīng)桿4的伸長直至檢驗負(fù)荷所導(dǎo)致的伸展。為了達(dá)到這一點，將測量元件8設(shè)置在主體的孔7中，依據(jù)引入桿4的負(fù)荷，沉孔9中的錨定使測量元件8移入或移出主體2。因此，依據(jù)桿4處在加載或者卸載狀態(tài)，測量元件8的自由端8A相對頭3的上基準(zhǔn)表面11運動。當(dāng)桿4不承受負(fù)荷時，測量元件8和頭上基準(zhǔn)表面11是齊平的，這表示桿4中沒有負(fù)荷。因為桿4的材料遵循虎克定律，可將產(chǎn)生在測量元件8的自由端8A和頭3的上基準(zhǔn)表面11之間的間隙標(biāo)定以通過便攜頭測量裝置13指示負(fù)荷直至桿4材料的檢驗負(fù)荷。只要不超過檢驗負(fù)荷，負(fù)荷指示將是可重復(fù)的。
便攜頭13裝有電抗電容器15、16且被構(gòu)制成精確地位于頭3的定位接口10之上。便攜頭13通過安裝在其底部的磁體14固定在頭3上，或者便攜頭13通過其他已知的方式固定在頭3上。環(huán)狀類型的電抗電容器16測量電容器16的表面11B和頭3的上基準(zhǔn)表面11之間的間隙。圓柱形類型的電抗電容器15測量電容器15的表面11A和測量元件8的自由端8A之間的間隙。所述表面和兩電容15、16之間的所述間隙通過不接觸間隙測量設(shè)備和相關(guān)的電子設(shè)備進(jìn)行比較，這些設(shè)備包括電抗電容器15、16、電容放大器22、信號調(diào)整器23和顯示器24，顯示器上標(biāo)有刻度以指示使用中桿4所承受的負(fù)荷。
圖1的環(huán)狀類型的電容16在圖3中被一實心的金屬盤片17替代，金屬盤片17安裝在便攜頭17A中且抵靠著頭3的上基準(zhǔn)表面11。電抗電容15仍然以對圖1描述的相同方式運作。其他所有的細(xì)節(jié)都如對圖1的描述。當(dāng)使用該系統(tǒng)時，電抗電容器15比較基準(zhǔn)表面11和測量元件8的運動之間的差異。
如圖4所示，在使用中緊固系統(tǒng)1使墊圈18撓曲。電抗電容器31測量電容31的表面32和墊圈18的表面20之間的間隙。該系統(tǒng)如對圖1的描述一樣運作。
圖5中所示的是特別設(shè)計的墊圈21，它使螺栓的頭3和環(huán)形電抗電容16A、16B撓曲，電抗電容器16A、16B安裝在便攜頭33A中且通過定位栓33定位在螺栓頭3的頂部，比較頭3彼此相對的兩部分以指示負(fù)荷。其他方面該系統(tǒng)如對圖1的描述。
如圖6所示，便攜頭34A裝有連接到圖象處理器35上的照相機或激光器34，而圖象處理器35連接到讀出器36上。便攜頭34A被構(gòu)制成精確地位于頭3的定位接口10之上。便攜頭34A通過安裝在其底部的磁體14固定在頭3上，便攜頭34A也可以通過其他已知的方式固定在頭3上。照相機或激光系統(tǒng)34、35測量測量元件8的自由端表面8A和頭3的上基準(zhǔn)表面11之間的間隙?；鶞?zhǔn)表面11和測量元件8的自由端8A之間的間隙通過照相機或激光系統(tǒng)34、35進(jìn)行比較且被標(biāo)定以指示桿4在使用中所承受的負(fù)荷。照相機34可用激光 34來替代，并且連接到一處理器35上，而處理器35又連接到讀出器36或者計算機上(未圖示)。
圖7所示的是當(dāng)系統(tǒng)承受負(fù)荷時用以測量緊固頭40撓曲的另一選擇。特別設(shè)計的頭40成形為帶有一環(huán)形溝槽41、具有一環(huán)形外表面42的一接口10，表面42圍繞具有一底部44和圓柱形壁45的凹進(jìn)部分43；當(dāng)承受負(fù)荷時照相機或激光器34與便攜監(jiān)測器34A一起探測該頭形狀的變化。該電子設(shè)備被標(biāo)定以示出從零至材料的檢驗負(fù)荷的負(fù)荷刻度，且指示引入該緊固件的負(fù)荷。
圖8與圖7所示的相同，但是特殊的墊圈21致使具有帶底部44和壁45的凹進(jìn)部分43和外側(cè)凹面47的特別設(shè)計的頭46撓曲。
圖9與圖8所示的相同，但是因該緊固件系統(tǒng)承受材料的檢驗負(fù)荷而導(dǎo)致特殊墊圈22的形狀變化通過所示的照相機或激光器34來探測。
為了舉例和說明，以上已對提出申請時申請人已知的本發(fā)明的較佳實施例和最佳模式進(jìn)行了描述。這并不是排他性的或?qū)⒈景l(fā)明局限在所揭示的具體形式，根據(jù)以上的公開顯然可進(jìn)行許多改型和變化。所選擇和描述的實施例是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和其實際應(yīng)用，由此能使得本技術(shù)領(lǐng)域中的其他技術(shù)人員以適用于要完成的具體應(yīng)用的各種實施例和各種改型最好地利用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書來界定。
權(quán)利要求
1.一種測量裝置，其特征在于它具有一便攜式的感應(yīng)頭，所述感應(yīng)頭被直接固定到一緊固件系統(tǒng)上時，可用來探測所述系統(tǒng)承受應(yīng)變時由所述緊固件產(chǎn)生的一變化間隙或形狀，而無需接觸進(jìn)行顯著相對運動的所述緊固件的被感應(yīng)部分。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還具有支承在所述便攜式探測頭中且用以探測變化間隙或形狀的一電抗電容器。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還具有支承在所述便攜式探測頭中且用以探測變化間隙或形狀的一照相機或激光器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變化間隙是當(dāng)所述系統(tǒng)承受應(yīng)變時由包含在所述緊固件中的一構(gòu)件產(chǎn)生的。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變化間隙是當(dāng)所述緊固件系統(tǒng)承受應(yīng)變時相對所述緊固件系統(tǒng)的一可撓曲的墊圈而產(chǎn)生的。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變化形狀是當(dāng)所述緊固件系統(tǒng)承受應(yīng)變時由所述緊固件系統(tǒng)的一可撓曲的螺栓頭或墊圈產(chǎn)生的。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變化形狀是承受應(yīng)變時所述緊固件系統(tǒng)的一螺栓頭和墊圈。
8.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置是用以指示所述緊固件的負(fù)荷。
9.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以在所述緊固件上的負(fù)荷達(dá)到一預(yù)定值時進(jìn)行指示。
10.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以與一緊固件固緊機構(gòu)相連通。
11.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以傳輸一遠(yuǎn)距離感應(yīng)信號。
12.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以確定所述緊固件系統(tǒng)仍然處在需要的預(yù)定負(fù)荷范圍(window)之內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以在提高的溫度下指示負(fù)荷。
14.如權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置用以在達(dá)到需要的緊固件系統(tǒng)預(yù)定負(fù)荷時給出一個警告或信號。
15.一種負(fù)荷測量裝置，其特征在于一個探測頭，所述探測頭被設(shè)定和構(gòu)制成可用以感應(yīng)在承受應(yīng)變時一緊固件系統(tǒng)的各部分的相對運動所導(dǎo)致的一變化間隙或形狀，而無需接觸進(jìn)行顯著相對運動的所述緊固件的被感應(yīng)部分，以及響應(yīng)被感應(yīng)的變化間隙或形狀的一產(chǎn)生電路，以提供指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷的一輸出信號。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于還包括響應(yīng)輸出信號的一顯示裝置，以指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述探測頭是便攜式的。
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述探測頭是用電池供能的。
19.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于其中在結(jié)構(gòu)和外形上，所述探測頭具有一連接構(gòu)件，以可拆卸地將所述探測頭直接固定在所述緊固件上。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于所述連接構(gòu)件包括用以將所述探測頭安裝在所述緊固件的一個頭上的一端部。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于所述端部還包括位于所述探測頭中的一凹入的開口，所述開口沿所述探測頭的縱向軸線終止為與其垂直的一平坦的端面以圍繞所述緊固件的一接口來安裝。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于所述端部還包括位于所述探測頭中沿其軸線的一凹入的開口，以接納可定位在所述便攜頭和所述緊固件頭部中的一定位栓以將探測頭引入相對所述緊固件的一個位置。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于所述端部還包括安裝在那兒的一個磁體。
24.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于所述端部還包括與所述接口的一摩擦裝配。
25.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于所述連接構(gòu)件還包括用以將所述探測頭安裝在所述緊固件的一頭部邊側(cè)的一個端部。
26.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于用以感應(yīng)變化間隙或形狀的所述探測頭的結(jié)構(gòu)和外形還包括至少一個電抗電容，所述電抗電容相對所述探測頭的縱向軸線對稱地安裝在所述探測頭的一個端部中。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，所述至少一個電抗電容中，其特征在于所述電容是圓柱形的。
28.如權(quán)利要求26所述的裝置，所述至少一個電抗電容中，其特征在于所述電容是環(huán)形的。
29.如權(quán)利要求26所述的裝置，在所述至少一個電抗電容中，其特征在于一圓柱形的電容與一環(huán)形的電容同心地安裝。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述圓柱形的電容與所述環(huán)形的電容同心地安裝，其特征在于每個電容的一底表面與垂直于所述探測頭縱向軸線的所述探測頭的一端面等距離分隔。
31.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述圓柱形的電容與所述環(huán)形的電容同心地安裝，其特征在于每個電容的一底表面彼此分隔開且與垂直于所述探測頭縱向軸線的所述探測頭的一端面分隔開。
32.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于所述至少一個電抗電容是一對同心安裝的環(huán)形電容。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，在所述一對環(huán)形電容中，其特征在于每個電容的一底表面與垂直于所述探測頭縱向軸線的所述探測頭的一端面等距離分隔。
34.如權(quán)利要求15所述的裝置，在用以探測所述變化間隙或形狀的所述探測頭的結(jié)構(gòu)和外形中，其特征在于具有與所述探測頭的縱向軸線同心地穿過所述探測頭的一個中心孔，所述中心孔終止在所述探測頭的一端，以及直接安裝在所述中心孔另一端的一照相機，所述照相機的縱向軸線與所述中心孔的縱向軸線同心，以觀測變化的間隙或形狀。
35.如權(quán)利要求15所述的裝置，在用以感應(yīng)界定相對運動的數(shù)據(jù)的所述探測頭的結(jié)構(gòu)和外形中，其特征在于具有與所述探測頭的縱向軸線同心地穿過所述探測頭的一個中心孔，所述中心孔終止在所述探測頭的一端，以及直接安裝在所述中心孔另一端的一照相機，所述照相機的縱向軸線與所述中心孔的縱向軸線同心，以觀測變化的間隙或形狀。
36.如權(quán)利要求15所述的裝置，在響應(yīng)所感應(yīng)的變化間隙或形狀以提供指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷的一輸出信號的所述產(chǎn)生電路中，其特征在于所述電路具有一電容預(yù)放大器。
37.如權(quán)利要求15所述的裝置，在響應(yīng)所感應(yīng)的變化間隙或形狀以提供指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷的一輸出信號的所述產(chǎn)生電路中，其特征在于所述電路具有一圖象處理器。
38.如權(quán)利要求15所述的裝置，在響應(yīng)所感應(yīng)的變化間隙或形狀以提供指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷的一輸出信號的所述產(chǎn)生電路中，其特征在于所述電路具有一信號調(diào)節(jié)電路。
39.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于還具有響應(yīng)所述輸出信號的一讀出裝置，以指示施加到所述緊固件上的夾緊負(fù)荷。
40.如權(quán)利要求15所述的裝置，在相對運動的構(gòu)件中，其特征在于具有位于一螺栓頭和桿的一孔中且錨定在孔的基部的一根棒。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，在顯著的相對運動中，其特征在于所述桿相對所述螺栓頭上的一基準(zhǔn)表面具有一縱向伸展。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于所述變化間隙處在所述棒的一端面和所述螺栓頭的一基準(zhǔn)表面之間。
43.如權(quán)利要求15所述的裝置，在相對運動的構(gòu)件中，其特征在于撓曲的墊圈構(gòu)件。
44.如權(quán)利要求43所述的裝置，在顯著的相對運動中，其特征在于由所述墊圈下側(cè)中的一凹進(jìn)形成的所述墊圈的向內(nèi)環(huán)形圓周部分的撓曲。
45.如權(quán)利要求43所述的裝置，在顯著相對運動中，其特征在于所述墊圈的向外環(huán)形圓周部分的撓曲。
46.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述變化的間隙處在所述墊圈的一撓曲表面和螺栓連接處的一基準(zhǔn)表面之間。
47.如權(quán)利要求15所述的裝置，在相對運動的構(gòu)件中，其特征在于具有所述螺栓頭的第一和第二構(gòu)件。
48.如權(quán)利要求47所述的裝置，在顯著相對運動中，其特征在于所述螺栓頭的第一構(gòu)件相對所述螺栓頭的第二構(gòu)件的撓曲。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其特征在于在向外表面中具有一中心凹進(jìn)的一頭部形狀。
50.如權(quán)利要求49所述的裝置，其特征在于具有凹入的外部表面的一頭部形狀。
51.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于具有位于所述螺栓頭下側(cè)中的內(nèi)部環(huán)形溝槽和位于所述螺栓頭頂部且其內(nèi)帶有一中心凹進(jìn)的一接口的一頭部形狀。
52.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于變化的形狀是所述緊固件系統(tǒng)的所述螺栓頭。
53.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于變化的形狀是所述緊固件系統(tǒng)的一螺栓頭和一墊圈。
54.如權(quán)利要求15所述的裝置，在用以探測所述變化間隙或形狀的所述探測頭的結(jié)構(gòu)和外形中，其特征在于至少一個電容相對于所述探測頭的縱向軸線對稱地安裝在所述探測頭的一端。
全文摘要
一緊固件系統(tǒng)(1),它應(yīng)用了一便攜式感應(yīng)裝置(13),例如一個或多個電抗電容器(15、16)或者諸如照相機(34)或激光器這樣的圖象處理器,該感應(yīng)裝置相鄰地可拆卸地連接到該緊固件上以探測和測量螺栓頭或相關(guān)墊圈(26、27)的間隙或特定形狀的變化,這些變化是在應(yīng)變狀態(tài)之下時緊固件系統(tǒng)(1)的各部分的相對運動引起的,而無需接觸進(jìn)行顯著相對運動的被感應(yīng)的部分。
文檔編號F16B31/02GK1267362SQ98808258
公開日2000年9月20日 申請日期1998年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月19日
發(fā)明者斯坦利·西尼 申請人:帕屈西亞·安妮·西尼, 羅納德·C·克拉克, 菲羅麥納·克拉克, 斯坦利·西尼