KR20010071565A - 리벳팅장치 - Google Patents

Abstract

일단부에 받침대수단(19,32)이 장착된 본체, 및 그로부터 떨어진 위치에 장착된 스토퍼수단(52,53)을 포함하고, 상기 받침대수단(19,32)을 통하여 삽입된 맨드릴(30)이 상기 본체에 소정의 축관계로 상기 스토퍼수단(52,53)에 의해 축방향으로 위치한 헤드로부터 떨어진 단부를 가지도록 되어있는 리벳팅장치에 있어서, 상기 받침대수단(19,32)은 맨드릴축을 따른 방향으로 상기 본체에 대해 조정가능해서, 상기 받침대(19,32) 및 상기 맨드릴헤드(33)의 상대위치의 조정을 행할 수 있는 리벳팅장치가 기재되어 있다. 리벳팅장치의 리벳공급수단(55)에 사용하는 공기피스톤수단이 또한 기재되어 있다.

Description

리벳팅장치{RIVETING APPARATUS}

본 발명은 리벳팅장치에 관한 것으로, 리벳을 받침대로 지지하면서 리벳팅 맨드릴의 확대된 헤드를 리벳들 중 각 하나의 구멍을 통하여 차례로 당김으로써 복수의 관형상리벳을 연속해서 세트할 수 있는 형식의 리벳팅장치에 관한 것이다. 가공품의 한쪽만에의 접근은 필요하며, 그래서 이러한 리벳을 보통 블라인드리벳이라 칭한다.

이와 같은 리벳은 공지되어 있으며, 등록상표 CHOBERT, BRIV 및 RIVSCREW로 널리 사용되고 있다.

더 상세하게는, 본 발명은, 일단부에 확대된 헤드를 가지며 또한 일렬의 리벳을 형성하는 복수의 관형상리벳이 장전된, 가늘고 긴 맨드릴을 상기 헤드로부터 떨어진 단부 또는 그 근방에서 파악수단에 의해 파악하고(잡고), 파악수단과 받침대 사이에서 받침대에 대해 상대적으로 왕복운동시키며, 열 내의 리벳을 맨드릴을 따라서 전방으로 공급함으로써, 맨드릴헤드에 가장 가까운 선도 리벳은 맨드릴헤드와 받침대 사이에 위치결정되며 또한 리벳을 받침대에 의해 지지하면서 맨드릴의 헤드를 리벳의 구멍을 통하여 당기도록 맨드릴을 받침대에 대해 뒷쪽으로 이동시킴으로써 세트될 수 있도록 되어 있는 형식의 리벳팅장치에 관한 것이다. 이와 같은 장치를 이하 "한정된 형식의 리벳팅장치"라 한다.

받침대는 통상 죠를 가진 노즈피스를 구비하고 있으며, 이들 죠 사이에는 맨드릴이 뻗으며 또한 이들 죠는 맨드릴을 따라서 전방으로 공급되는 리벳이 이들 사이를 통과할 수 있도록 분리될 수 있으며, 이들 죠는 이들 죠의 전방으로 통과한 공급리벳 뒤에 함께 폐쇄하고 또한 공급리벳의 뒤쪽 이동에 저항하도록 스프링가압되어 있다. 이와 같은 리벳팅장치의 예는 선행 특허 명세서 GB1183049 및 GB2299288에 기재되어 있고, 그 내용은 여기에 인용예로서 결합되어 있으며, 또한 본 발명의 기술분야의 이해를 위해서 참조되고 있다.

이와 같은 리벳팅장치는 공지되어 있으며, 또한 기계조립산업에서 많이 사용되고 있다. 이들 예는 AVDEL717시리즈, AVDEL727시리즈 및 AVDEL753시리즈(AVDEL은 등록상표임)의 명칭으로 널리 사용되고 있다.

상기한 바와 같이, 맨드릴 위에 일렬의 리벳이 배치되어 있다. 전형적으로는, 이 열은 리벳의 길이에 따라 약 50개의 리벳까지 가질 수 있다. 맨드릴 상에 모든 리벳이 세트되면, 이 장치의 사용은 일시적으로 정지되어야 하며, 한편 맨드릴은 이 장치로부터 제거되어, 새로운 열의 리벳으로 재장전된 후, 이 장치에 재삽입된다.

이와 같은 장치의 사용에 있어서의 반복되는 중단은, 생산제조공정의 모든 단계가 중단을 최소화하여 가능한 한 거의 연속적으로 행해져야 하는 현대의 제조라인상태하에서는 매우 불편하다.

따라서, 작업자가 공구를 재장전하는 시간을 가능한 한 감소시키는 것이 바람직하다. 선행 특허 GB2299288은 공구의 재장전시간을 줄일 수 있는 다수의 특징을 기재하고 있다.

공구의 리벳세팅작업을 효율적으로 행하기 위한 하나의 요건은, 맨드릴의 각 리벳세팅 스트로크의 개시시에, 세트하려고 하는, 맨드릴헤드와 받침대 사이의 선도리벳의 일단부를 맨드릴헤드와 접촉시키고 또한 그 타단부를 필요한 최소거리만큼 받침대로부터 떨어지게해서 리벳이 죠를 통하여 공급된 후 받침대를 리벳뒤에 접근시킬 수 있도록 하는 것이다. 이에 의해 맨드릴스트로크의 초기의 부분의 낭비가 최소화되어, 시간과 에너지의 낭비를 최소화할 수 있다.

실제로, 이것은 맨드릴의 헤드가 받침대에 대해 정확하게 위치하도록 맨드릴을 공구에 삽입하는 것이 가능해야 한다는 것을 의미한다.

선행 특허 GB2299288은 24 및 25쪽에서, 도 4D를 참조해서 맨드릴의 말단부(즉 헤드로부터 떨어진 단부)가 접촉하는 받침대로부터 떨어진 공구의 단부에 스토퍼를 구비함으로써 이것을 달성하는 수단을 기재하고 있으며, 이 스토퍼의 위치는 맨드릴축을 따른 방향으로 조정가능하다. 조정가능한 스토퍼조립체의 구성이 복잡하고, 또 그것을 조정하는 것은 작업자에게는 성가신 일이라는 것은 상기한 기재로부터 이해될 것이다.

본 발명의 다음과 같은 실시예에 기재된 공구는 받침대와 맨드릴헤드의 초기의 상대적인 위치를 조정하기 위한 보다 단순한 구성을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은, 그 태양 중의 하나로서, 특허청구범위 A1에 기재된 리벳팅장치를 제공한다. 본 발명의 다른 특징은 특허청구범위 A2 내지 A4에 기재되어 있다.

다음의 실시예에 기재된 맨드릴에 있어서, 맨드릴의 말단부는, 예를 들면 크림핑작업에 의해 반경방향으로 약간 확대되어 있다. 그러나, 일렬의 리벳을 맨드릴을 따라서 전방으로 공급하는 데 사용된 수단은 통상, 예를 들면 선행 GB1183049 및 GB2299288의 실시예에 기재된 바와 같이, 맨드릴의 말단부가 삽입되는 구멍을 가진 공기피스톤이다. 피스톤내의 구멍은 공기(또는 최소량의 공기)가 빠져 나가지 않도록 맨드릴스템 둘레에 충분히 밀착해야 하므로 리벳공급공기피스톤의 구멍을 통한 맨드릴의 말단확대부의 초기의 통과는 문제점을 가진다. 다음 실시예에 기재된 공구는 이 문제점을 극복하기 위한 리벳공급장치를 내장한다.

따라서, 본 발명은, 그 태양중의 다른 하나로서, 특허청구범위 B1에 기재된 리벳공급수단을 제공한다. 본 발명의 다른 특징은 특허청구범위 B2 내지 B7에 기재된 바와 같다.

본 발명의 구체적인 실시예를 예를 들어 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 리벳팅공구의 종축방향단면도;

도 2는 받침대수단을 표시하는, 도 1의 일부의 좌측부의 확대도;

도 3a 및 4a, 및 3b 및 4b는 각각 공기피스톤수단의 축방향단면도 및 횡단면도이다.

이 실시예의 리벳팅장치는 선행 특허GB2299288에 기재된 것의 구성 및 동작과 대체로 유사한다.

이 실시예의 리벳팅장치는, 수동유지리벳팅공구(11)와, 공기다통로접속부(도시생략)에 의해 접속되는 공기제어장비캐비넷(도시생략)을 구비하고 있다. 본 실시예의 공구는 전적으로 공기제어시스템을 가진다. 이 공구내의 맨드릴수축수단은 유압으로 작동되며, 따라서 이 공구도 유압호스(15)에 의해 공기유압증강장치(도시생략)에 접속되어 있다.

수동유지공구(11)는 유압시스템과 공기제어시스템의 관련 부품과 함께 리벳배치장치의 모든 기계부품을 포함한다. 이것은 기본적으로 원통부(16) 및 일체피스톨그립(17)으로 이루어진 하우징에 내장되는 각종 부품을 가진다. 하우징부(16)는 프런트배럴(18)의 형태의 공구본체를 포함하고 있으며, 그 전방단부에는 노즈죠조립체(19)의 형태의 받침대조립체가 장착되어 있으며, 이것은 하우징본체(16)의 바깥쪽에 위치하고 있다. 프런트배럴(18)의 후방단부의 바깥쪽에는 내부배럴(18)에 대한 왕복운동을 제한하기 위해 리어배럴(23)이 장착되어 있다. 리어배럴(23)의 후방단부에는 다수의 리벳(50)을 장전하는 맨드릴(30)의 말단부를 파악하기 위한, 테일죠조립체(24)의 형태의 맨드릴파악장치가 장착되어 있다.

리어배럴(23)의 전단부는 유압슬레이브실린더(26)내에서 왕복운동하는 환형상피스톤(25)에 접속되어 있다. 이 유압슬레이브실린더(26)는 유압접속기(27)를 개재해서 유압호스(15), 따라서 유압증강장치에 접속되어 있다. 피스톤·실린더조립체(25,26)는 맨드릴파악장치를 수축하기 위한 파워수단을 형성한다.

노즈죠조립체(19)는 배럴(18)의 전방단부에 장착되어 있다. 그것은 필수적으로 2개의 죠(28,28)를 가진다(도 2). 이들 죠는 스프링(31)에 의해 홀더(29) 내로 후방으로 가압되고, 이 홀더 및 죠의 형상은, 이 스프링의 후방가압력이 이들 죠의 전단부를 함께 가압하도록 이루어져 있다(도 2). 폐쇄되면 이 2개의 죠의전단부면은 환형상받침대 또는 앤빌(32)을 형성하기 위하여 협동한다. 이들 죠는 리벳공급수단에 의해 그들을 통해서 전방으로 밀려진 선도 리벳에 의해 스프링(31)의 가압력에 대항해서 개방될 수 있다. 이들 죠는 또한 맨드릴의 제거 및 대체를 위해서 수동으로 개폐될 수 있다.

전술한 맨드릴파악 및 수축수단은 테일죠조립체(24) 및 피스톤·실린더조립체(25,26)를 구비한다. 테일죠조립체는, 통상의 이러한 형식의 공구와 같이, 죠캐리어(24)내에서 운반되는 한 쌍의 경화강 테일죠(43)를 구비하고 있으며, 이들 죠의 바깥쪽면은 테이퍼가 져있으며 또한 테이퍼진 콜릿(44)과 협동한다. 죠캐리어(45)는 배럴(23)의 후단부의 일부를 형성하는 실린더(47)내에서 슬라이딩하는 피스톤(46)을 구비한 테일죠공기폐쇄장치에 의해 맨드릴(30)쪽을 향해(즉, 도 1에 표시한 바와 같이 왼쪽으로)전방으로 가압된다. 피스톤(46)의 후부에 테일죠에어라인(51)이 접속되는 접속기(48)를 통해서 공기압이 가해지면 죠캐리어(44)는 전술한 맨드릴(30)상에 테일죠(43)를 폐쇄하기 위하여 전방으로 가압된다. 피스톤(46)의 후부로부터 공기압이 제거되면 스프링(49)은 죠캐리어(44)를 후방으로 가압함으로써 맨드릴로부터 테일죠(43)를 해제한다.

이 실시예의 장치는 또한 공지된 소정의 길이를 가진 맨드릴의 후단부 또는 말단부의 축방향위치를 결정하는 맨드릴위치결정수단을 구비하고 있다. 이것은 중량을 줄임으로써 이동속도를 증가시키기 위하여 속이 텅빈 피스톤형태의 이동가능한 스토퍼부재(52)를 가지고 있으며, 이것은 제 2스토퍼부재(53)와 결합해서 죠캐리어(45)내부의 구멍내에서 왕복운동할 수 있다. 제 2스토퍼부재(53)는 죠캐리어(45)의 후부내로 나사맞춤된 플럭부재로 형성되어 있다. 따라서, 제 2스토퍼부재(53)는 외부배럴(23)에 대해서 소정의 위치에 고정되며, 또한 맨드릴수축수단이 그 전방의 위치에 있으면 내부배럴(18)에 대해서도 소정의 위치에 고정된다. 맨드릴(30)이 노즈죠(28)를 통해 삽입되면 그 후단부가 스토퍼부재(53)와 접촉해서 스토퍼부재(52)를 밀도록 맨드릴(30)의 축방향위치는 배럴(18)에 대해서 소정의 위치에 유지된다. 이동가능한 스토퍼부재(52)는 왕복운동가능하므로, 맨드릴이 없을 때, 이것은, GB2299288에 기재된 바와 같이, 전방으로 이동해서 리벳공급수단에 공급되는 공기를 차단하도록 되어 있다.

이 실시예의 공구는 또한 맨드릴(30)이 뻗는 중심구멍을 가진, 공기피스톤조립체(55)의 형태의 공기작동리벳공급수단을 구비하고 있다. 이 피스톤은 내부고정배럴(18)내에 슬라이드맞춤되어 있다. 가압공기는 이동가능한 스토퍼부재(52)의 바깥쪽을 따라서 피스톤(55)의 후부에 공급된 후, 죠(43)를 통과한다. 가장 뒤쪽의 리벳을 공급해서 죠를 확실히 통과시키기 위하여 긴 플라스틱튜브형태의 스페이서(68)가 구비되어 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 실시예의 공구는, 맨드릴위치결정수단이 조정불가능한 것을 제외하고는 GB2299288에 기재된 것과 구성 및 동작이 유사하다. 그러나, 본 실시예의 공구는 종래의 공구에 비해 2가지 중요한 차이를 가진다.

우선, 받침대수단(19)은 맨드릴축을 따른 방향으로 공구본체에 대해 조정가능하다. 이것을 달성하는 수단은 도 2에 표시되어 있다. 고정배럴(18)의 전방단부는 (56)에서 바깥쪽에 나사가 형성되어 있으며, 죠조립체(19)의 뒷부분의 내부는 (57)에서 안쪽에 나사가 형성되어 있다. 죠조립체(19)의 위치, 따라서 받침대앤빌면(32)의 위치는, 죠조립체(19)를 배럴(18)에 대해서 회전시킴으로써 배럴(18)에 대해, 따라서 맨드릴(30)에 대해서 회전시킴으로써 배럴(18)에 대해, 따라서 맨드릴(30)에 대해 축방향으로 조정가능하다. 조정범위는 3㎜정도면 충분하다. 전술한 목적을 위해, 받침대앤빌면(32)과 맨드릴헤드(33)사이에 소정의 거리를 두기 위하여, 노즈조립체(19)를 선택위치에 록하도록 록넛(58)이 구비되어 있다.

본 실시예의 맨드릴은 또한 GB2299288에 기재된 것과 다르다. 전술한 바와 같이, 공구재장전공정의 속도를 증가시키는 하나의 방법은, 일렬의 리벳이 예비장전된 맨드릴을 공급함으로써, 그것이 공구로부터 제거된 후 맨드릴위에 다른 리벳을 장전하는 공정을 제거하는 것이다. 맨드릴위의 모든 리벳이 세트된 후, 이 맨드릴은 공구로부터 제거되어, 폐기되며, 이것은 "폐기가능한맨드릴"로 불리워진다. 수 천 또는 수만에 이르는 전체의 리벳을 세트하기 위하여 여러번 재장전되어 재사용되는 대신에 그 위에 예비장전되는 다수의 리벳(전형적으로는, 50개까지)만을 세트하기 위하여, 폐기가능맨드릴은 공구에 삽입되어 한번만 사용하게 되어 있기 때문에 종래의 재장전가능 맨드릴처럼 강하거나 내피로성을 가질 필요는 없다. 따라서, 잠재적으로 위험할 수 있는 폐기가능 맨드릴의 재장전 및 재사용을 방지하는 것이 필요하다. 또한, 운송, 처리 및 리벳팅공구에의 장전시, 제조시점에서의 예비장전동작 후 폐기가능맨드릴에 예비장전된 일렬의 리벳을 유지하는 것이 필요하다.

이를 위해서 맨드릴(30)은 반경방향 확대부를 가지고 있으며, 이것은, 본 실시예에 있어서, 리벳(30)(및 아래에 설명하는 관형상 스페이서)이 맨드릴에 장전된 후, 서로 정반대의 위치에 있고 또한 크림핑작업에 의해 형성되는 2개의 돌기부(59,59)(도 3 및 4)의 형태로 되어 있다. 이 크림핑된 확대부는 맨드릴의 말단부 가까이에 위치하는 데, 그 이유는 이 위치에서 가장 용이한 크림핑작업을 행할 수 있기 때문이다. 이 확대부에 의해 예비장전된 리벳이 맨드릴의 말단부로부터 빠져나가는 것을 방지하며, 더 중요하게는 원래의 리벳이 세트된 후 맨드릴에 다른 리벳이 불의에 재장전되는 것을 방지한다. 따라서, 전술한 바와 같이 피스톤과 맨드릴 사이를 충분한 공기밀봉을 행하면서 맨드릴의 말단부의 확대부(59)를 공기리벳공급피스톤(55)내의 구멍을 통과할 수 있게 하는 것이 필요하다.

이것은 종래의 공구에 대한 본 발명의 공구의 두번째 중요한 차이에 의해 달성된다. 도 3 및 4에 표시한 바와 같이, 맨드릴이 통과하는 구멍을 형성하는 피스톤수단의 일부는 일시적으로 반경방향으로 팽창가능하다. 피스톤구멍(61)은 세그먼트(62, 63)둘레의 환형상채널(64)내에 놓인 O-링시일(63)에 의해 안쪽으로 반경방향으로 탄성적으로 가압되는 2개의 대체로 반원통강철세그먼트(62,62)내의 반구멍에 의해 형성되며, 시일(63)은 채널의 바깥쪽에 반경방향으로 돌출하고 있다. 이 O-링시일(63)은 또한 상기 세그먼트의 바깥쪽면, 및 피스톤(55)의 본체를 형성하는 강관형상셸(65)의 내부 둘레를 밀봉한다. 세그먼트(62,62)는 상기 셸의 환형상어깨부(66')와 스프링클립(67)사이에서 셸(65)내에 유지된다.

맨드릴의 말단부가 피스톤(55)의 구멍(61)에 밀려들어가면, 세그먼트(62,62)는 약간 이간해서(도 3a 및 3b), 확대부를 통과하게 한 후, 그 뒤에 함께 폐쇄해서(도 4a 및 4b), 맨드릴(30) 둘레를 거의 밀봉하도록 되어있다. 마찬가지로, 확대부는, 맨드릴이 공구로부터 제거될 때, 반대방향으로 피스톤구멍을 용이하게 통과할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예의 상세에 한정되지 않는다.

Claims (13)

1. 일단부에 받침대수단이 장착된 본체, 및 그로부터 떨어진 위치에 장착된 스토퍼수단을 포함하고, 상기 받침대수단을 통하여 삽입된 맨드릴이 상기 본체에 소정의 축관계로 상기 스토퍼수단에 의해 축방향으로 위치한 헤드로부터 떨어진 단부를 가지도록 되어 있는, 한정된 형식의 리벳팅장치에 있어서, 상기 받침대수단은 맨드릴축을 따른 방향으로 상기 본체에 대해 조정가능해서, 상기 받침대 및 상기 맨드릴헤드의 상대위치의 조정을 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 받침대수단은 상기 본체와 나사맞춤되어 있어, 상대 회전에 의해 상기 조정을 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 받침대수단을 선택된 위치에 록하기 위하여 록넛이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
4. 제 1항에 있어서, 사용시에 리벳을 리벳팅장치에 공급하기 위한 공기피스톤수단을 더 구비하고, 상기 공기피스톤수단은, 이 장치의 사용시에, 상기 맨드릴이 뻗는 구멍을 가짐으로써, 상기 피스톤수단의 일단부에 대한 공기압의 인가에 의해 상기 피스톤이 일렬의 리벳에 추력을 가해서 상기 리벳을 상기한 맨드릴을 따라서 전방으로 공급할 수 있으며, 상기 구멍을 형성하는 상기 공기피스톤수단의 일부는일시적으로 반경방향으로 팽창가능해서, 상기 헤드로부터 떨어진 맨드릴상의 위치에서 상기 맨드릴의 반경방향으로 확대된 부분의 구멍의 통과를 허용하며 또한 상기 확대된 부분이 상기 구멍을 통과한 후 다시 상기 맨드릴상에 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 공기피스톤수단은 반경방향으로 팽창가능한 부분을 둘러싸는 관형상셸을 가진 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 반경방향으로 팽창가능한 부분은 복수의 반경방향으로 분리가능한 세그먼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 반경방향으로 분리가능한 세그먼트는 반경방향으로 안쪽으로 가압되는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 공기피스톤수단은 상기 세그먼트를 반경방향으로 안쪽으로 가압하고 또한 상기 세그먼트와 상기 관형상셸사이에서 공기 밀봉을 행하는 탄성환형상부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리벳팅장치.
9. 한정된 형식의 리벳팅장치의 리벳공급수단에 사용하는 공기피스톤수단에 있어서, 상기 피스톤수단은, 이 장치의 사용시에, 맨드릴이 뻗는 구멍을 가짐으로써,상기 피스톤수단의 일단부에 대한 공기압의 인가에 의해 피스톤이 일렬의 리벳에 추력을 가해서 상기 리벳을 상기한 맨드릴을 따라서 전방으로 공급하고, 상기 구멍을 형성하는 상기 공기피스톤수단의 일부는 일시적으로 반경방향으로 팽창가능해서, 상기 헤드로부터 떨어진 맨드릴상의 위치에서 상기 맨드릴의 반경방향으로 확대된 부분의 구멍의 통과를 허용하며 또한 상기 확대된 부분이 상기 구멍을 통과한 후 다시 상기 맨드릴상에 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 공기피스톤수단.
10. 제 9항에 있어서, 상기 공기피스톤수단은 상기 반경방향으로 팽창가능한 부분을 둘러싸는 관형상셸을 가진 것을 특징으로 하는 공기피스톤수단.
11. 제 10항에 있어서, 상기 반경방향으로 팽창가능한 부분은 복수의 반경방향으로 분리가능한 세그먼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기피스톤수단.
12. 제 11항에 있어서, 상기 반경방향으로 분리가능한 세그먼트는 반경방향으로 안쪽으로 가압되는 것을 특징으로 하는 공기피스톤수단.
13. 제 12항에 있어서, 상기 세그먼트를 반경방향으로 안쪽으로 가압하고 또한 상기 세그먼트와 상기 관형상셸 사이에서 공기밀봉을 행하는 탄성환형상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기피스톤수단.