KR101249662B1

KR101249662B1 - 체결 요소

Info

Publication number: KR101249662B1
Application number: KR1020107019859A
Authority: KR
Inventors: 우베 프랑크
Original assignee: 뷔르트 인터내셔날 아게
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2013-04-01
Also published as: WO2009109383A1; ATE522730T1; PT2229538E; EP2229538B1; BRPI0910249A2; KR20100125299A; CN101970888A; JP5408806B2; ES2371813T3; JP2011513668A; MX2010009781A; UA102243C2; DE102008014840A1; AU2009221453B2; US20110033264A1; CA2716100A1; US9151313B2; DK2229538T3; AU2009221453A1; EP2229538A1

Abstract

본 발명은, 스크루와 유사하게 구성된 블라인드 체결 요소를 제안한다. 따라서, 체결 요소는 샤프트 (3) 의 일 단부에 배치되는 헤드 (1) 를 갖고, 이 헤드는, 체결될 대상물에서의 접촉을 위해, 샤프트를 향하는 접촉 표면을 갖는다. 반대편 전방 단부에서, 체결 요소는 펀치면 (7) 을 갖고, 이 펀치면은 길이방향 축선에 대해 대략 횡방향으로 연장되고 닫힌 펀치 에지 (8) 에 의해 둘러싸인다. 상기 펀치면의 직경은 샤프트 직경보다 더 작고, 에컨대 펀치면의 직경은 샤프트 직경의 70 % ∼ 30 % 이다. 체결 요소가 블라인드 리벳으로서 이용되어야 한다면, 샤프트 자체는 그의 외면이 매끄러울 수 있거나, 체결 요소가 펀치 절차 후 회전에 의해 체결되어야 한다면, 나사산 (9) 을 구비할 수 있다.

Description

체결 요소{FASTENING ELEMENT}

본 발명은 체결 요소, 특히 부품들의 연결을 위한 체결 요소에 관한 것으로, 이 고정은 후방측에 접근할 필요없이 전방측으로부터 이루어질 수 있다. 이러한 종류의 체결 요소는 예컨대 블라인드 리벳, 네일 (nail) 또는 심지어 자체천공식 (self-boring) 스크루일 수 있다.

블라인드 체결 요소로서 네일이 이미 공지되어 있는데 (DE　102006002238), 이 네일은 접합 영역에 아직 드릴링되지 않은 부품을 통해 회전없이 고속으로 구동되므로, 네일 헤드의 하측이 쓰로운업 (thrown-up) 재료와 함께 결합될 때까지 네일 팁이 양 부품을 완전히 관통한다. 이 네일은 연결 해제용 리브형 나선 프로파일 또는 나사산을 특징으로 할 수 있다.

발리스틱 팁 (ballistic tips) 을 갖는 블라인드 리벳이 또한 공지되어 있다.

본 발명의 과제는, 간단한 디자인을 가지며 대부분 다른 조건 하에서 양호한 체결 결과를 제공하는 체결 요소를 만드는 것이다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 제 1 항에 기재된 특징을 갖는 체결 요소를 제안한다. 또한, 본 발명은 그러한 체결 요소를 적소에 (in place) 위치시키기 위한 절차를 제안한다.

서두에서 언급한 체결 요소에 대하여, 구멍이 부품의 큰 변형에 의해 생성되고, 따라서 뒤틀림이 발생하는 반면, 본 발명에 따른 체결 요소로 형성되는 구멍은 초기에 구멍을 형성하므로, 두 부품 또는 적어도 하나의 부품의 일부가 펀치아웃 (punch out) 된다. 이로 인해, 확실히 깨끗한 구멍 에지가 형성된다.

본 발명에 따른 체결 요소는 펀칭 프로세스를 행하기 위한 공구가 적용되는 공구 적용 포메이션 (tool application formation) 을 특징으로 한다. 이는 통상적으로 체결 요소의 길이방향으로 작용하는 공구로서, 체결 요소에 그 길이방향으로 힘의 급격한 운동을 가하는 공구이다.

체결 프로세스를 행하기 위해, 필요하다면, 펀칭 프로세스를 위한 공구 적용 포메이션과 동일할 수 있는 공구 적용 포메이션이 제공된다. 그러나, 비록 두 프로세스를 위해 단일 공구가 제공될 수 있더라도, 다른 구동 포인트 (drive point) 를 수반할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에서, 체결 요소의 펀칭 단부가, 길이방향 축선에 횡방향으로 연장되는 면으로서, 본질적으로 완전히 회전 펀칭 에지에 의해 제한되는 면을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 재료의 규정된 부분이 펀치아웃된다. 완전한 펀칭 에지 내에서, 그 부분은 펀치아웃된 후 완전히 제거된다. 그러나, 펀칭된 에지를 완전히 둘러싸는 형상으로 형성하지 않고 오히려 주변의 일부분에 둥근 윤곽을 제공하는 것을 생각할 수 있으며 이는 또한 타당하다. 그러면, 체결 프로세스를 수행하는 때, 재료의 일부가 펀치아웃되어, 펀칭된 부분이 에지의 일부분에서 원재료에 연결된 채로 유지되지만, 이 부분은 떨어지지 않고 오히려 측방향으로 구부러진다.

상기 면의 직경은 샤프트의 직경보다 더 작을 수 있고, 예컨대 바람직하게는 샤프트 직경의 약 30 % ∼ 70 %, 바람직하게는 40 % ∼ 60 % 일 수 있다.

상기 면의 직경이 샤프트의 직경보다 더 작은 경우, 양 직경 사이에 전이 영역 (그 면의 뒤에서 시작됨) 이 존재한다. 이 경우, 체결 요소의 펀칭 단부가 그 면 뒤에 원통형으로 연장될 수 있다. 원통형으로는 단면 크기가 변하지 않거나 또는 단면 형상이 변하지 않음을 의미한다. 단면 형태는 원형을 포함할 필요는 없으며, 또한 상기 면은 원형일 필요가 없지만, 원형 표면 또는 적어도 일부 원형인 표면이 바람직하다. 다각형 형태도 또한 가능하다.

원통형으로 연장된 구역 대신에, 본 발명에 따라, 상기 면 뒤에서 초기 언더컷 (undercut) 구역이 이용될 수 있고, 이로써 샤프트의 직경까지 연속적으로 다시 증가하기 전에 단면 크기가 처음에 감소한다.

펀칭 단부와 샤프트 사이의 전이부가 적어도 일부 원뿔형 형상으로 형성되는 것도 또한 가능하다. 이러한 도상성 (iconicity) 은 원통형 구역이 상기 면 뒤에서 이용가능한 경우와 언더컷이 제공되는 경우 모두에 적용된다.

원뿔형 전이부 대신에, 전이부는 적어도 일부 오목한 형상으로 연장될 수 있다. 직접 샤프트 자체로 연결되는 전이부의 경우, 약간 볼록한 곡선이 둥근 전이부의 형태로 제공될 수 있다.

체결 요소의 펀칭 단부에서 이용가능한 상기 면이 체결 요소의 길이방향에 대해 횡방향으로 또는 체결 요소의 축선에 대해 횡방향으로 연장된다는 것은 이미 언급하였다. 따라서, 길이방향 축선에 수직으로 연장되는 평면에서 벗어나는 것을 포함하는 것으로 표현되어야 한다.

따라서, 더 정확하게는, 전방면이 한 평면에 위치될 수 있다. 이 평면은 체결 요소의 길이방향 축선에 수직하게는 물론 약간 경사지게 연장될 수 있다. 그 결과, 수직한 평면에서 약간 벗어나면, 펀칭 프로세스가 정확히 펀칭 에지의 모든 지점에서 동시에 이루어지지 않고, 이로써 특정 조건 하에서 더 깨끗한 절삭이 달성될 수 있다. 특히, 절삭력 특성이 양호해진다.

상기 면은 반드시 한 평면에 놓일 필요는 없고, 이 평면으로부터 약간 벗어날 수 있으며, 예컨대 각도를 가지며 연장된 2평면 부분을 갖거나 또는 곡선형일 수 있다.

블라인드 체결 요소가 펀칭 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션 및 펀칭 프로세스 다음의 체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션을 특징으로 한다는 것을 서두에서 이미 언급하였다. 두 프로세스를 위해, 특정 조건 하에서, 예컨대 비트 (bit) 의 경우, 단일 공구가 제공될 수 있다.

체결 프로세스는 예컨대 선삭 프로세스를 포함할 수 있다. 펀칭 프로세스가 체결 요소의 길이방향의 선형 프로세스를 항상 포함하지만, 체결 프로세스는 다른 방향의 프로세스를 포함할 수 있다. 따라서, 체결 요소는 체결 요소를 회전시킬 수 있는 공구 적용 포메이션을 특징으로 한다. 그와 동시에, 돌출부 또는 오목부 형태의 종래 스크루 구동 포인트를 포함할 수 있다.

그러나, 체결 프로세스가 충격 프로세스이고, 따라서 펀칭 프로세스와 동일한 방향의 프로세스인 것도 또한 가능하다.

또 다른 실시형태에서, 체결 프로세스가 당김 (pulling) 을 포함하고, 따라서 펀칭 프로세스의 반대 방향의 프로세스인 것도 가능하다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 샤프트가 적어도 일부 매끄럽고 원통형으로 형성될 수 있다. 이는 체결 프로세스가 충돌 (striking) 또는 당김을 통해 이루어지는 경우에 특히 그러하다.

그러나, 체결 요소의 샤프트가 주변 리브 (circumferential rib) 를 적어도 일부 포함하는 것도 또한 가능하다. 그러한 리브는 연결될 부품들의 유지 프로세스의 개선에 기여할 수 있다.

체결 요소의 샤프트가 나사산을 일부 포함하는 것이 또한 가능하며 본 발명에 의해 제안된다.

펀칭 단부의 단면이 원형일 수 있지만, 원형 형태에서 벗어날 수도 있다는 것은 서두에서 언급하였다. 본 발명은 체결 요소의 샤프트가 원형 단면을 적어도 일부 포함할 수 있다는 것을 제안한다.

그러나, 샤프트가 원형 형상에서 벗어난 단면, 예컨대 코너가 매우 둥근 다각형의 형태 (대략 삼각형 형태의 경우 3소엽형 (trilobular) 으로 알려져 있음) 를 적어도 일부 포함하는 것이 또한 가능하며 본 발명에 의해 제안된다.

본 발명에 따르면, 체결 요소의 샤프트가 펀칭 단부로부터 멀어지는 쪽을 향하는 위쪽으로부터 유래하는 막힌 구멍을 포함할 수 있다. 이 막힌 구멍은 확장 보디 (expanding body) 의 삽입 및 파지 (grip) 를 위해 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 체결 요소의 헤드, 샤프트 및 펀칭 단부가 단일 부품을 형성할 수 있다.

그러나, 펀칭 단부가 개별 부품이지만 샤프트 및 헤드와 연결된 부품인 것도 또한 가능하다. 이는, 이유가 무엇이든 간에, 다른것 또는 상이하게 처리된 재료를 위해 펀칭 단부를 이용하기 원하는 경우에 특히 유리하다.

펀칭 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 바람직하게는 체결 요소의 헤드의 축선에 횡방향으로 정렬된 표면이다.

체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은, 종래 스크루 구동 포메이션으로서, 회전이 체결 프로세스의 일부인 때에 형성될 수 있다.

체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 체결 요소의 길이방향 축선에 대해 횡방향으로 연장되는 표면일 수 있다. 이는 앞으로 미는 것에 의한 체결뿐만 아니라 당김에 의한 체결에 대해서도 제공될 수 있다.

체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션이 형성될 수 있는 방식의 추가 가능성은, 언더컷을 갖지 않는 체결 요소의 샤프트에서 막힌 구멍의 측벽 표면을 포함한다는 점에 놓여 있다. 그러한 경우, 측벽 표면은 원통형 측벽 표면 및 원뿔형 측벽 표면일 수 있다.

체결 요소의 헤드는 스크루에 대해 잘 알려진 헤드, 예컨대 접촉 표면을 형성하는 편평한 밑면을 갖는 육각형 헤드를 포함할 수 있다. 그러나, 나사조임시 함몰될 수 있는 카운터성크 (countersunk) 헤드도 가능하다.

또한, 본 발명은 독립 프로세스 청구항의 특징을 갖는 프로세스를 제안한다. 체결 요소는 상기 프로세스에서, 펀칭 단부로, 급격한 이송에 의해, 연결될 대상물에 구멍이 스탬핑되고, 이 구멍은 체결 요소의 추가 이송에 의해 확장되므로, 샤프트의 나사산이 구멍 내부에 도달하는 때 이송이 종결되어, 체결 요소가 그의 헤드와 그의 밑면 사이의 접촉점까지 고정되도록 이용된다. 상기 프로세스에서, 나사조임 (screwing) 프로세스와 같은 단지 체결 프로세스에 의한 나사조임 프로세스 동안 추가 이송이 결정된다.

특히, 프로세스에서, 나사산 구역이 구멍에 도달하는 때에 이송이 종결되도록 급격한 이송이 결정될 수 있다.

또한, 직선형 이송 동안 나사조임 프로세스가 이미 시작되어, 두 운동이 일시적으로 중첩될 수 있다.

체결 요소의 헤드가 카운터성크 헤드를 포함한다면, 나사조임 프로세스는 체결 헤드의 윗면이 연결될 두 대상물의 상측 부분의 표면과 동일한 높이에 위치될 때까지 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 프로세스는 여기서 설명하는 특징들의 임의의 조합을 통해 두드러질 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 상세 및 이점은 청구항 및 요약에서 분명해지며, 청구항 및 요약의 표현은 상기 설명, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 이하의 설명 및 도면에 기초한다. 다음과 같은 도면을 참조한다.

도 1 은, 본 발명에 따른 제 1 체결 요소의 측면도이다.
도 2 는, 제 2 체결 요소의 펀칭 단부의 확대도이다.
도 3 은, 볼록면을 갖는 펀칭 단부의 측면도이다.
도 4 는, 오목면을 갖는 펀칭 단부의 측면도이다.
도 5 는, 경사면을 갖는 펀칭 단부의 측면도이다.
도 6 은, 거의 전부 닫힌 펀칭 에지를 갖는 펀칭 에지면을 보여준다.
도 7 은, 다른 체결 요소의 축선방향 단면을 보여준다.
도 8 은, 체결 프로세스의 제 1 상태에 있는 도 7 의 체결 요소를 보여준다.
도 9 는, 펀칭 프로세스 후의 도 8 에 해당하는 단면을 보여준다.
도 10 은, 체결 프로세스의 시작시의 축선방향 단면을 보여준다.
도 11 은, 체결 프로세스의 실행 후 도 10 에 해당하는 단면을 보여준다.
도 12 는, 다른 체결 요소의 도 7 에 해당하는 단면을 보여준다.
도 13 은, 또 다른 체결 요소의 도 7 및 도 12 에 해당하는 단면을 보여준다.
도 14 는, 다른 실시형태에 대한 도 2 에 해당하는 도면이다.
도 15 는, 또 다른 실시형태에 대한 도 14 에 해당하는 도면이다.
도 16 은, 대안적인 실시형태에 있어서 전방 펀칭 단부를 보여준다.

도 1 은, 단순화된 측면도로서, 일 단부에 있는 헤드 (1) 를 특징으로 하는 제 1 체결 요소를 보여준다. 이 헤드 (1) 는 샤프트 (3) 가 부착되는 평면에 놓인 밑면 (2) 을 포함한다. 밑면 (2) 의 반대측에 있는 헤드의 윗면 (4) 에는, 편평한 표면이 형성된다. 이 편평한 표면으로부터 시작하여, 점선으로 표시한 오목부 (5) 가 헤드 (1) 내로 연장되고, 이는 종래 스크루 구동 포메이션의 형태를 특징으로 한다. 또한, 헤드의 윗면 (4) 은 다른 형태를 특징으로 할 수 있고, 예컨대 볼록한 형상일 수 있다.

체결 요소로부터 멀어지는 쪽을 향하는 단부의 헤드 (1) 의 영역에서, 스크루 샤프트 (3) 가 오목아치형 구획 (6) 을 통해 전방면 (7) 으로 변한다. 이 전방면 (7) 은 펀칭 에지로서 형성되는 회전 에지 (8) 를 특징으로 한다. 이는 체결 요소의 이 펀칭 단부에 충돌시 재료를 펀칭할 수 있도록 날카로운 에지가 형성된다는 것을 의미한다. 따라서, 날카로움은 펀칭될 재료의 종류 및 급격한 운동에 의존한다.

체결 요소의 헤드 (1) 로부터 시작하는 샤프트 (3) 는 윤곽을 나타낸 나사산 (9) 을 특징으로 한다. 나사산은 샤프트 (3) 의 원통형 부분 바로 전에서 끝난다.

이 체결 요소는 체결에 이용되는 재료에 펀칭에 의해 구멍을 형성하는 것을 의미한다. 펀칭 효과는 공구에 의해 체결 요소에 전달되는 급격한 운동을 통해 이루어진다. 헤드 (1) 의 윗면 (4) 이 이러한 목적에 이바지한다. 따라서, 이 윗면 (4) 이 펀칭 프로세스를 수행해야 하는 공구를 위한 적용 포메이션을 형성한다.

체결에 관한 재료 내부의 실제 체결은 체결 요소의 비틀림 (twisting) 에 의해 이루어져야 하고, 이로써 체결 요소는 나사산 (9) 의 도움으로 나사결합된다. 체결 요소에서의 나사 결합을 위한 회전을 행할 수 있도록, 도시된 실시형태에서 오목부 (5) 가 제공되며, 따라서 이 오목부가 체결 프로세스를 수행하기 위한 공구용 적용 포메이션을 형성한다. 또한, 분명히, 체결 요소의 헤드가 다중에지 (multiple-edge) 헤드, 특히 육각형-에지 헤드로서 형성될 수 있다.

도 1 에 나타낸 예시적인 실시형태에서의 전방면 (7) 은 체결 요소의 길이방향 축선에 수직하게 연장된 평면에 연장된다.

전방면 (7) 의 바로 뒤에, 따라서 펀칭 에지 (8) 의 바로 뒤에, 먼저 원통형 구획 (6a) 에서 또는 약간의 언더컷으로 펀칭 단부 (10) 가 연장되고, 그곳에서부터 윤곽 (contour) 은 샤프트 (3) 까지 오목한 곡선으로 연장된다.

도 2 는 약간 대안적인 실시형태에서의 전방 펀칭 단부 (10) 만을 보여준다. 다시, 전방면 (7) 은 체결 요소의 길이방향 축선에 수직하게 연장된 평면에서 펀칭 에지 (8) 로 연장된다. 전방면 (7) 의 바로 뒤에서, 직경이 감소하고, 따라서 제 1 구획 (6b) 에서 단면적이 감소한다. 전방면 (7) 과 샤프트 (3) 사이의 전이부 (transition) 는 전방면 (7) 뒤 언더컷으로 오목한 형상을 갖는다.

도 1 에 따른 실시형태와 도 2 에 따른 실시형태에서, 전방면 (7) 은 체결 요소의 길이방향 축선에 수직하게 연장되는 편평한 표면이다. 변형예에서, 도 3 은 전방면 (17) 이 볼록한 다른 실시형태의 펀칭 단부를 보여주는데, 이 전방면 (17) 은 여전히 길이방향 축선에 거의 수직하게 연장된다.

이에 상응하는 반대로 구부러진 면 (27) 이 도 4 에 도시되어 있다.

도 5 는, 전방면 (37) 이 도 1 및 도 2 에 따른 실시형태에서처럼 편평한 표면으로 형성되지만 이 편평한 표면은 도 1 및 도 2 의 면에 대해 약간 경사지게 배치되어 있는 변형예를 보여준다. 따라서, 여기서 펀칭 프로세스가 도 5 에서는 좌측에서 시작되므로, 펀칭 에지가 모든 지점에서 동시에 펀칭 프로세스를 수행하지 않는다.

도 6 은 펀칭 에지 (8) 를 갖는 전방면 (7) 을 보여준다. 측벽 표면과 전방면 사이의 전이부가 모따기 (rounded-off) 방식으로 연장되도록, 펀칭 에지 (8) 는 본질적으로 닫힌 선을 따라 연장되고 단지 한 지점 (11) 에서만 중단된다. 그러므로, 펀칭 프로세스에서 펀치아웃된 부분이 찢어짐없이 구부러질 수 있을 정도로 좁은 재료상의 한 점에서 매달린 채 유지되어야 한다.

도 1 및 도 2 가 회전에 의해 실제 체결이 이루어지는 체결 요소를 보여주는 반면, 도 7 내지 도 11 은 펀칭 프로세스 후에 펀칭 단부를 뽑음으로써 이후 체결이 이루어지는 체결 요소를 보여준다. 체결 요소는 도 1 에 따른 실시형태의 헤드 (1) 와 유사한 디자인의 헤드 (1) 를 포함한다. 체결 요소는 샤프트 (3) 를 포함하고, 샤프트의 외측은 매끄럽게 연장된다. 단면은 원형 또는 대략 원형일 수 있다. 샤프트 (3) 의 원통형 부분에, 펀칭 단부 (20) 가 접합되고, 이로써 윤곽 (6) 이 오목한 형상을 가지며 면 (7) 에서 끝난다. 이 면은 도 1 의 실시형태의 전방면 (7) 과 유사하게 배치된다. 그러나, 펀칭 단부 (20) 는 도 1 내지 도 6 에 나타낸 바와 같은 모든 다른 형태를 가질 수 있다.

헤드 (1) 의 윗면 (4) 에서부터 시작되는 막힌 구멍 (13) 이 샤프트 (3) 의 내부에 형성된다. 이 막힌 구멍 (13) 은 원통형이고 저부 (14) 를 특징으로 한다. 막힌 구멍 (13) 의 저부에, 동심 융기부 (15) 가 형성된다.

구멍을 스탬핑 (stamping) 하기 위한 펀칭 프로세스는, 도 1 에 따른 실시형태에서 나타낸 바와 동일한 방식으로 이 체결 요소 내에서 계속된다. 또한, 이는 헤드 (1) 의 윗면 (4) 이 도 8 에 나타낸 펀칭 공구 (21) 를 위한 적용 포메이션을 형성함을 의미한다. 교정 (remedial) 수단, 예컨대 공구에서 체결 요소를 유지하기 위한 수단은 도시하지 않았다. 도 8 에서, 도 7 의 체결 요소는 연결될 2 개의 판금 (23, 24) 의 표면 (22) 에 위치되어 있다. 이제, 제 1 작용으로서, 공구 (21) 의 갑작스러운 이송이 이루어지고, 그 결과 펀칭 단부 (20) 가 구멍을 형성하고, 추가 이송에서, 체결 요소는 에지를 하방으로 향하게 한다. 헤드 (1) 의 밑면 (2) 이 상측 판금 (23) 의 윗면 (22) 에 놓이는 때 이송이 끝난다. 이 상태가 도 9 에 도시되어 있다.

체결 요소가 도 9 에 나타낸 만큼 스탬핑된 후에는, 고정되어야 한다. 이를 위해, 로드 (25) 가 막힌 구멍 (13) 내 융기부 (15) 에 접촉할 때까지 공구 (21) 내로 로드 (25) 를 밀어 넣고, 용접에 의해 융기부에 접속된다. 다음으로, 로드 (25) 의 후퇴가 이루어지고, 이로써 체결 요소의 판금의 아래쪽에서 이용가능한 부분 (24) 이 변형되고, 따라서 두 판금 (23, 24) 에서 체결 요소가 확립된다. 리벳 헤드 (26) 가 생성된다 (도 11 참조). 이제, 예컨대 회전에 의해 또는 추가 동력 증가에 의해 로드 (25) 가 체결 요소로부터 느슨해질 수 있고, 공구 (21) 가 제거된다.

위에서 도시하고 설명한 실시형태에서, 체결 요소는 항상 단일 피이스 (piece) 이다. 이제, 도 12 는, 펀칭 단부 (30) 가 체결 요소의 샤프트 (3) 의 관통 구멍 (32) 내로의 연장부 (31) 와 상호작용하는 개별 부품으로 형성되어 있는 체결 요소를 보여준다. 펀칭 단부는 클램핑에 의해 그곳에서 고정될 수 있다. 펀칭 단부 (30) 의 외부 형태는 펀칭 단부 (10, 20) 의 이미 설명한 임의의 형태에 해당할 수 있다. 가장 넓은 부분에서의 펀칭 단부 (30) 의 외측 직경이 샤프트 (3) 의 외측 직경에 해당한다. 도 12 에 나타낸 체결 요소가 도 7 의 체결 요소와 동일한 방식으로 이용된다.

도 13 은 헤드 (1), 윗면 (4) 및 하측 접촉 숄더 (2) 를 갖는 다른 체결 요소를 보여준다. 또한 여기서, 펀칭 단부 (40) 는 개별 부품으로서 형성된다. 샤프트 (3) 의 구멍은, 헤드 (1) 의 밑면 (2) 으로부터 거리를 갖고 구멍과 구멍의 좁은 부분 사이의 곡선형 전이부에 의해 형성되는 수축부 (constriction) 를 포함한다. 구멍에, 스피곳 (spigot, 34) 이 끼워지는데, 스피곳은 헤드의 윗면 (4) 위로 돌출해 있다. 스피곳은 체결 요소의 일부이다. 이 체결 요소는 도 7 및 도 12 에 따른 실시형태와 동일한 방식으로 펀칭에 이용된다. 그러나, 도 9 의 위치에 도달하자마자, 스피곳 (34) 의 외부면 (35) 에 추가적인 급격한 이송 운동이 행해진다. 따라서, 샤프트 (3) 의 하측 부분이 반경방향 외측으로 구동되고, 따라서 이런 식으로 리벳 헤드가 형성된다. 펀칭 단부 (40) 가 떨어진다.

이전 실시형태에서는 펀칭 단부와 원통형 샤프트 (3) 사이의 전이 영역이 매끄럽게 형성되지만, 도 14 및 도 15 는, 샤프트 (3) 와 펀칭 단부 (50) 사이의 전이 구역 (41) 에도 나사산 (49) 이 형성되어 있는 실시형태를 보여준다. 즉, 나사산은 샤프트 (3) 로부터, 어프로치 (approach) 에 따라 나사산 (49) 이 끝나거나 시작하는 전이 구역 (41) 의 단부까지 연장된다. 따라서, 나사산 (49) 이 구멍에 도달하자마자, 이때 나사조임 프로세스에 의해 펀치 구멍이 확장될 수 있다.

전이 구역 (41) 은 앞에서 설명하고 묘사한 각 기본 형태 (도 1 내지 도 4 를 참조하여 묘사함) 를 특징으로 할 수 있다. 펀칭 단부 (50) 및 그의 면 (7) 의 경우에도 동일하다. 도 14 에 나타낸 실시형태에서, 전이 구역 (41) 의 윤곽은 볼록한 형상이다.

도 15 는 전이 구역 (42) 이 원뿔 형상인 실시형태를 보여준다. 도 15 에 나타낸 실시형태는, 특히 나사산을 통해 스크레이프 포인트 (scrape point, 43) 가 형성 (체결 요소의 길이방향 축선에 대해 약간 경사지게 연장됨) 되어 있다는 점에서, 도 14 에 따른 실시형태와 상이하다. 이와 함께, 나사산을 형성하기 위해, 절삭 프로세스가 또한 이루어질 수 있다.

도 16 은 다른 실시형태의 펀칭 단부 (60) 를 보여준다. 면 (7) 바로 위에, 일종의 플레이트가 형성되고, 그 뒤로 펀칭 단부의 직경이 감소한다. 여기서, 단차 형태의 언더컷이 형성된다.

체결 요소는, 도 14 및 도 15 에 나타낸 것처럼, 면 및 임의의 체결 요소 헤드와 임의로 조합될 수 있다.

유리하게는 나사산이 셀프커팅 (self-cutting) 나사산을 포함할 수 있다. 그러나, 판금 스크루 또는 목재 나사산을 포함하는 것도 또한 가능하다.

체결 요소는 다른 재료들, 예컨대 판금 위에 판금, 목재 위에 판금, 및 플라스틱 위에 판금을 서로 고정시키는데 기여할 수 있다. 다른 적용의 경우에 대해 다른 나사산 형태를 이용할 수 있다.

도시한 실시형태에서, 스크루 나사산은 샤프트에서 스크루 헤드 또는 카운터성크 헤드의 밑면까지 연장된다. 이는 필수적인 것은 아니다. 나사산이 예컨대 단지 샤프트의 절반에만 연장되는 것으로 충분할 수 있다. 나사산이 헤드의 밑면까지 연장되지 않는 배치는 체결 요소의 헤드 근처에 배치된 판금을 베이스 (base) 까지 당겨 빼야 하는 경우에 특히 유리하다.

Claims

샤프트 (3),
샤프트 (3) 의 일 단부에 형성된 헤드 (1) 로서, 샤프트 (3) 를 향하는 밑면 (2) 에 접촉 표면을 갖는 헤드 (1),
샤프트 (3) 의 반대편 전방 단부에 형성된 펀칭 단부 (10, 20, 30, 40),
펀칭 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션, 및
체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션
을 포함하고,
상기 펀칭 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 체결 요소의 축선에 횡방향으로 연장된 체결 요소의 헤드 (1) 의 표면 (4) 이고,
상기 체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 스크루 구동 포메이션 (5) 으로서 형성되는 블라인드 체결 요소.
제 1 항에 있어서, 상기 펀칭 단부 (10, 20, 30, 40) 는 풀 (full) 펀칭 에지 (8) 에 의해 본질적으로 제한되는 횡방향 연장 면 (7, 17, 27, 37) 을 갖는 블라인드 체결 요소.
제 2 항에 있어서, 상기 면 (7, 17, 27, 37) 의 직경은 샤프트 (3) 의 직경의 30 % ∼ 70 % 인 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 펀칭 단부 (10, 20, 30, 40) 는 상기 면 (7, 17, 27, 37) 뒤에 원통형 연장 구역 (6a) 을 갖는 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 펀칭 단부 (10, 20, 30, 40) 는 상기 면 (7, 17, 27, 37) 뒤에 원통형 연장 구역 (6b) 을 갖는 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 펀칭 단부의 상기 면과 샤프트 (3) 사이의 전이부가 적어도 일부 원뿔형으로 형성되는 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 펀칭 단부의 상기 면과 샤프트 (3) 사이의 전이부가 적어도 일부 오목한 형상으로 연장되는 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 면 (7, 37) 이 블라인드 체결 요소의 길이 방향 축선에 대해 연장되는 횡방향 평면에 위치되는 블라인드 체결 요소.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 면 (37) 이 블라인드 체결 요소의 길이 방향 축선에 대해 연장되는 횡방향 평면의 반대편으로 연장되는 경사진 평면에 위치되는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 펀칭 에지 (8) 가 블라인드 체결 요소의 길이 방향 축선에 대해 연장되는 횡방향 평면에서 벗어나는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스가 회전이거나 또는 회전을 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스가 충돌 (striking) 이거나 또는 충돌을 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스가 당김 (pulling) 이거나 또는 당김을 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 적어도 일부가 매끄럽고, 원통형으로 형성되는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 적어도 주변 리브 (circumferential rib) 를 일부 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 나사산 (9) 을 적어도 일부 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 16 항에 있어서, 상기 나사산은 펀칭 단부와 샤프트 (3) 사이의 전이 구역에 연장되는 블라인드 체결 요소.
제 15 항에 있어서, 적어도 스크레이프 포인트 (43) 를 갖는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 원형 단면을 적어도 일부 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 3소엽형 (trilobular) 단면을 적어도 일부 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 (3) 는 펀칭 단부로부터 멀어지는 쪽을 향하는 헤드 (1) 의 윗면 (4) 으로부터 유래하는 막힌 구멍 (13) 을 갖는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트, 헤드 및 펀칭 단부가 단일 피이스 부품을 형성하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 펀칭 단부 (30, 40) 는 개별 부품이지만 샤프트 (3) 에 연결된 부품인 블라인드 체결 요소.
삭제
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 체결 요소의 길이방향 축선에 횡방향으로 연장된 표면인 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 체결 요소의 샤프트 내부의 막힌 구멍의 측벽 표면인 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 프로세스를 행하기 위한 공구 적용 포메이션은 체결 요소의 샤프트 내부의 막힌 구멍의 원뿔형 측벽 표면인 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드 (1) 는 그의 밑면 (2) 에 면접촉 숄더를 포함하는 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 요소의 헤드가 카운터성크 헤드인 블라인드 체결 요소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 체결 요소의 헤드가 다중에지 헤드인 블라인드 체결 요소.
하기 프로세스 단계, 즉
체결 요소의 펀칭 단부 (10, 20, 30, 40) 로, 연결될 대상물 (23, 24) 내로의 급격한 이송에 의해 구멍을 스탬핑하는 단계,
체결 요소의 추가 이송에 의해 구멍을 확장하는 단계,
샤프트 (3) 의 나사산 (9) 이 구멍에 도달하거나 또는 구멍에 들어가자마자 이송을 끝내는 단계,
체결 요소를 나사조임하는 단계로, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 체결 요소를 세팅하는 절차.
제 32 항에 있어서, 상기 급격한 이송은 나사산 구역 (9) 이 구멍에 도달하는 때에 이송이 끝나도록 조정되는 체결 요소를 세팅하는 절차.
제 32 항에 있어서, 급격한 이송의 프로세스 및 나사조임 프로세스가 연대순으로 (chronologically) 중첩되는 체결 요소를 세팅하는 절차.
제 32 항에 있어서, 체결 요소는, 헤드 (1) 와 접촉이 이루어질 때까지, 체결 요소의 카운터성크 헤드에 의해 오목부가 형성될 때까지, 또는 헤드 (1) 와 접촉이 이루어지고 체결 요소의 카운터성크 헤드에 의해 오목부가 형성될 때까지 나사조임되는 체결 요소를 세팅하는 절차.
제 34 항에 있어서, 급격한 이송의 시작시에 체결 요소가 이미 회전 상태로 설정된 체결 요소를 세팅하는 절차.