KR20160114178A - 블라인드 리벳 배열 및 조인트 - Google Patents

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KR20160114178A
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뉴프리 엘엘씨
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    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
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Abstract

블라인드 리벳 조인트(64)를 제조하기 위한 블라인드 리벳 배열(10)로서, 상기 블라인드 리벳 배열은 리벳 몸체(12) 및 맨드릴(14)을 가지고, 상기 리벳 몸체(12)는 리벳 헤드(20), 리벳 생크(26) 및 연속적인 리벳 보어(30)를 포함하며, 상기 맨드릴(14)은 맨드릴 헤드(32) 및 상기 리벳 보어속에 삽입된 맨드릴 생크(36)를 포함하고, 상기 리벳 구멍(30)은 상기 리벳 헤드(20)와 마주보는 리벳 생크(26)의 단부 영역에서 제1 구멍 횡단면(D1)을 포함하고, 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 맨드릴 헤드(32)와 근접한 제1 맨드릴 영역(B1)에서 제1 생크 횡단면(D2)를 포함하며, 상기 제1 생크 횡단면(D2)은 상기 제1 구멍 횡단면(D1)에 적응된다. 이 경우, 상기 리벳 구멍(30)으로부터 돌출하는 제2 맨드릴 영역(B2)에서, 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 제1 생크 횡단면(D2)보다 작은 제2 생크 횡단면(D3)을 포함한다.

Description

블라인드 리벳 배열 및 조인트{BLIND RIVET ARRANGEMENT AND JOINT}
본 발명은, 블라인드 리벳 조인트를 제조하기 위한 블라인드 리벳 배열로서, 상기 블라인드 리벳 배열은 리벳 몸체 및 맨드릴을 가지고, 상기 리벳 몸체는 리벳 헤드, 리벳 생크 및 연속적인 리벳 보어를 포함하며, 상기 맨드릴은 맨드릴 헤드 및 상기 리벳 보어속에 삽입된 맨드릴 생크를 포함하고, 상기 리벳 구멍은 상기 리벳 헤드와 마주보는 리벳 생크의 단부 영역에서 제1 구멍 횡단면을 포함하고, 상기 맨드릴 생크는 상기 맨드릴 헤드와 근접한 제1 맨드릴 영역에서 제1 생크 횡단면을 포함하며, 상기 제1 생크 횡단면은 상기 제1 구멍 횡단면에 적응되는 블라인드 리벳 배열에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 두 개이상의 공작물을 가지고 상기 형태에 따라 형성된 블라인드 리벳 배열을 가지는 블라인드 리벳 조인트에 관한 것이다.
상기 형태의 블라인드 리벳 배열들이 문헌 제 WO2009/098431호에 공개되고 공작물을 연결하기 위해 이용되며, 오직 한쪽 측부(눈에 보이는 측부)로부터 접근할 수 있다. 이 경우 상기 블라인드 리벳은 블라인드 측부 맨드릴 헤드를 이용하여 연결되어야 하는 공작물내에 미리 형성된 보어(bores)를 통해 삽입된다. 다음에 눈에 보이는 측부(visible side)에서 공작물 배열로부터 멀어지는 방향을 따라 (예를 들어, 블라인드 리벳 공구를 이용하여) 맨드릴에 의해 연결 또는 설정(setting) 작업이 이어진다. 그 결과 상기 블라인드 측부에서 리벳 생크가 변형되고 설정된 후에 블라인드 측부의 공작물에 대해 지지되는 블라인드 헤드가 형성된다. 일반적으로, 상기 맨드릴 생크는 이 경우 미리 정해진 파괴점을 포함하여 상기 설정 작업이 수행되면 눈에 보이는 측부에서 돌출하는 맨드릴 생크가 파괴되고 제거될 수 있다.
이 경우, 제1 생크 횡단면은 제1 보어 횡단면에 대해 적응되는 것이 선호된다. 상기 적응과정은 상기 리벳 몸체 및 맨드릴을 기계적으로 구속하기 위해 이용될 수 있다. 따라서 연결 작업 이전에 리벳 맨드릴이 상기 리벳 몸체로부터 돌발적으로 분리되는 것이 방지될 수 있다. 이 경우, 기계적인 구속을 위하여, 상기 제1 생크 횡단면 영역에서 프로파일링된 확대(profiled expanding)가 제공되고 상기 리벳 몸체의 프로파일링된 확대 재료가 반경 방향의 가압(impressing)에 의해 상기 제1 생크 횡단면 영역속으로 이동한다. 상기 프로파일링된 확대는 특히 반경 방향 돌출부(projections)에 의해 형성된다.
이 경우 상기 리벳 몸체의 보어 횡단면은 리벳 구멍의 길이에 걸쳐서 균일하다. 이 경우, 각각의 적용예에서 설정 작업의 형태 및 방법이 상기 리벳의 원하는 인장 및 전단 강도를 고려하여 정해지도록 상기 구멍 횡단면이 설계된다. 상기 구멍 횡단면이 확대될 때 생크 횡단면도 이에 따라 확대되어야 한다.
공정 기술에 의해 작은 생크 횡단면이 요구되면 다수의 문제들이 발생할 수 있다. 한편으로 반경 방향의 가압에 의한 기계적 구속은 단지 매우 강한 가압(deep impressing) 작용에 의해 발생될 수 있다. 따라서, 단지 상대적으로 작은 고정 하중(hoding forces)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 강한 가압 작용은 상기 리벳 몸체에 대해 예비적인 손상을 발생시키고 상기 리벳 몸체내에서 전단(shearing off)을 발생시킬 수 있다.
또한, 리벳 구멍의 내측 원주부 및 맨드릴 생크의 외측 원주부사이에서 상당한 유극(play)에 의해 중심잡기(centring) 문제가 발생한다. 특히 맨드릴 및 리벳 구멍사이에 상대적으로 큰 중심 오프셋(centre offset)이 존재할 수 있다. 따라서 오정렬(misalignment)이 증가할 수 있다. 따라서, 특히 상기 생크 횡단면보다 단지 경미하게 큰 풀링 기구(pulling mechanism)속으로 맨드릴 생크가 삽입되어야 할 때 리벳 작업은 문제를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 상기 리벳 맨드릴은 때때로 상기 풀링 기구의 구멍에 의해 더이상 탭핑(tapping)되지 않게 된다.
상기 리벳 구멍의 내경 및 상기 맨드릴 생크의 외경사이에 과도한 유극이 존재하는 경우에, 상기 설정된 리벳들은 상대적으로 더 큰 오정렬 상태를 가질 수 있다. 따라서, 상기 리벳 생크가 변형될 때 회전 대칭은 편차를 가질 수 있고 그 결과 설정된 블라인드 리벳의 오정렬 상태가 발생될 수 있다.
상기 배경기술을 고려할 때 본 발명의 목적은, 개선된 블라인드 리벳 배열 및 개선된 블라인드 리벳 조인트를 제공하여 상기 문제점을 극복하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 상기 블라인드 리벳 배열에 있어서, 상기 리벳 구멍으로부터 돌출하는 제2 맨드릴 영역에서, 상기 맨드릴 생크는 상기 제1 생크 횡단면보다 작은 제2 생크 횡단면을 포함한다.
따라서, 본 발명을 따르는 맨드릴은 제1 생크 횡단면을 가진 제1 맨드릴 영역 및 제2 생크 횡단면을 가진 제2 맨드릴 영역을 포함하고, 상기 제2 생크 횡단면은 제1 생크 횡단면보다 작다.
리벳 몸체에 대해 상기 맨드릴을 중심잡거나 안내하기 위해 상기 제1 생크 횡단면은 상기 리벳 구멍의 제1 구멍 횡단면과 함께 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 반경 방향의 가압 작용에 의해 기계적 고정이 상기 제1 맨드릴 영역에 형성될 수 있다.
대조적으로, 맨드릴 직경이 작아야 하는 적용예에서 블라인드 리벳 배열이 이용될 수 있도록 상기 제2 생크 횡단면은 상대적으로 작을 수 있다는 것이 분명하다.
실시예에 의하면, 상기 제1 구멍 횡단면 및 제1 생크 횡단면사이에 상호작용이 형성되어 종 방향 축에 대해 상기 맨드릴 생크는 정확하게 중심 잡기될 수 있다. 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 중심잡기는 상기 수단 및/또는 추가 수단에 의해 가능하다.
그 결과, 본 발명에 의하면 구멍 횡단면에 대한 맨드릴 횡단면의 상기 의존성이 제거(decoupling)된다. 앞서 설명한 것처럼, 공정 장치의 인퍼페이스(interface)에 대하여 상기 영역에서 맨드릴 횡단면을 위한 공정 기술 요건들이 충족될 수 있다. 또한, 재료 및 이에 따른 비용에 관한 목표들이 달성될 수 있다. 또한, 적용예에 맞춰서 상기 블라인드 리벳 배열을 최적으로 개발할 수 있어서 유리하다. 특히, 리벳 조인트에 관한 요건을 고려하여 상기 블라인드 헤드의 형성과 관련된 영역에서 리벳 구멍을 설계할 수 있다. 따라서, 해당하는 경우 리벳 조인트의 품질 요건이 최적화될 수 있다.
따라서, 상기 목적이 완전히 달성된다.
제1 맨드릴 영역 및 제2 맨드릴 영역사이의 전이부(즉, 제1 및 제2 생크 횡단면들사이에서 전이부)는 상기 리벳 맨드릴내에서 (축 방향으로 볼 때) 임의 점에 형성될 수 있다.
그러나 상기 전이부가 미리 정해진 파괴점 영역에 형성되는 것이 특히 선호된다.
한편으로, 상기 맨드릴은 간단하게 제조될 수 있다. 또한, 상기 미리 정해진 파괴점이 상대적으로 간단하게 조정될 수 있다.
또 다른 선호되는 실시예에 의하면, 상기 제1 맨드릴 영역에서 상기 맨드릴 생크는 상기 리벳 구멍의 내측 원주부와 연결되는 외측 원주부의 프로파일링을 포함한다.
상기 형태의 프로파일링(profiling)은, 상기 제1 생크 횡단면의 외측 원주부로부터 형성된 반경 방향의 돌출부들에 의해 형성될 수 있다.
상기 형태의 프로파일링에 의하면 상기 제1 맨드릴 영역에 형성되는 반경 방향의 가압작용에 의해 상기 맨드릴 및 리벳 몸체사이에 기계적 구속작용이 가능해지고, 즉 상기 리벳 몸체의 재료를 상기 프로파일링속으로 가압하는 가압 하중이 외부로부터 상기 리벳 몸체로 가해진다.
상기 생크 횡단면 및 구멍 횡단면은 임의의 횡단면 형상을 가질 수 있지만 상기 횡단면이 각각의 직경에 의해 형성되도록 원형으로 형성되는 것이 선호된다.
제1 생크 횡단면의 직경 및 상기 제1 구멍 횡단면의 직경사이의 비율은 0.8 내지 0.99의 범위 특히 0.87 내지 0.97의 범위에 속하는 것이 특히 선호된다.
상기 형태의 직경 비율에 있어서, 한편으로 반경 방향의 가압작용 및 그 결과 기계적 구속이 형성될 수 있고 높은 고정 하중이 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 상기 리벳 몸체내에서 맨드릴은 상대적으로 양호하게 중심잡기되거나 안내될 수 있다.
상기 제1 생크 횡단면의 직경 및 상기 제2 생크 횡단면의 직경사이의 비율은 1.01 내지 3의 범위 특히 1.05 내지 2.5의 범위에 속하는 것이 선호되고 1.1 내지 1.85의 범위에 속하는 것이 특히 선호된다.
상기 범위에서 서로 다른 적용예들의 폭넓은 선택을 위해 블라인드 리벳 배열을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 맨드릴 영역은 상기 리벳 구멍의 축 방향 길이보다 0.2배 초과하거나 상기 리벳 구멍의 축 방향 길이보다 0.6배 미만인 축 방향 길이로 연장시키는 것이 유리하다.
상기 축 방향 길이에 의해 상기 맨드릴은 상기 제1 맨드릴 영역에서 리벳 몸체내에서 양호하게 안내된다. 그 결과 오정렬이 제거될 수 있다.
제1항의 전제부와 함께 본 발명을 따르며 선호되는 또 다른 실시예에 의하면, 상기 리벳 헤드의 영역에서 상기 리벳 구멍은 제1 구멍 횡단면보다 작고 제2 생크 횡단면에 적응하는 제2 구멍 횡단면을 포함한다.
상기 구성에 의하면 최적화된 중심잡기 및 안내 기능이 제2 맨드릴 영역을 위해 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 구멍 단면과 제2 구멍 단면사이의 전이부가 리벳 구멍내에 배열되어 나머지 리벳 맨드릴이 상기 리벳 몸체내에 원하는 대로 구속될 수 있다. 따라서 상기 전이부의 구성은 나머지 리벳 맨드릴의 구속하중에 대해 긍정적인 영향을 줄 수 있다.
또 다른 장점에 의하면, 부드러운 재료의 경우에 있어서 상기 리벳 몸체의 변형이 중지되고 그 결과 상기 전이부의 기하학적 형상 설계에 의해 리벳 몸체의 변형은 원하는 대로 조정될 수 있다. 따라서, (예를 들어, 얇은 시트 금속, 마분지(cardboard), 가죽, CFRP 등과 같은) 매우 부드러운 공작물들은 설정 과정동안 변형되지 않는다. 이 경우, 변형 제한이 조기에 중지되어 상기 블라인드 리벳 조인트가 회전축으로서 작동할 수 있도록 심지어 유극을 가진 조인트가 형성될 수 있다. 종래기술과 다르게, 예를 들어, 맨드릴의 전이부가 리벳 구멍의 전이부상에서 미끄럼(slip) 운동하는지에 따라 상기 블라인드 리벳 배열은 변위 제어되며 설정될 수 있다.
상기 목적들 중 적어도 한 개를 달성하기 위하여, 제2 구멍 횡단면을 가진 리벳 구멍 영역의 축 방향 길이가 0.4mm 이상인 것이 선호되고 상기 리벳 헤드의 축 방향 높이를 초과하거나 축 방향 높이와 동일한 것이 선호된다.
또한, 상기 리벳 구멍들의 구멍 횡단면들사이의 전이부 및 제1 맨드릴 영역사이에서 축 방향 이격 거리가 설정되는 것이 유리하다. 따라서, 맨드릴은 상기 중간 영역에서 안내되지 않는다. 다시 말해, 상기 맨드릴은, 상기 리벳 몸체의 자유 단부와 근접한 제1 맨드릴 영역 및 상기 리벳 헤드와 근접한 제2 영역에서 안내되는 것이 선호된다. 그 결과, 제2 맨드릴 영역에서 상기 맨드릴이 제1 맨드릴 영역에서 보다 상대적으로 작은 생크 횡단면을 포함할 때에도 상기 리벳 몸체에 대해 맨드릴이 이상적으로 중심잡기될 수 있다.
특히 유리한 실시예에 의하면, 상기 제1 구멍 횡단면의 직경 및 상기 제2 구멍 횡단면의 직경사이의 비율은 1.01 내지 3의 범위 특히 1.05 내지 2.5의 범위에 속하고 1.1 내지 1.85의 범위에 속하는 것이 특히 선호된다.
상기 직경 비율에 의하면, 상기 제1 생크 횡단면 및 제2 생크 횡단면사이에서 해당 비율을 가진 리벳 맨드릴이 이상적으로 안내되고 중심잡기 될 수 있다.
또한, 제1 구멍 횡단면으로부터 제2 구멍 횡단면으로 전이부는 상기 맨드릴의 미리 정해진 파괴점보다는 축 방향을 따라 리벳 헤드와 더 근접하게 배열되는 것이 유리하다.
특히, 상기 제1 및 제2 맨드릴 영역들사이의 전이부가 미리 정해진 파괴점 영역에 형성되는 특징과 함께, 안내되지 않는 부분(non- guided portion)이 상기 제1 맨드릴 영역 및 제2 맨드릴 영역사이에서 리벳 구멍내에 설정될 수 있어서, 블라인드 헤드를 형성하도록 리벳 몸체의 변형을 지원할 수 있다.
일반적으로, 본 발명을 따르는 블라인드 리벳 배열은 모든 종류의 블라인드 리벳 설계를 위해 이용될 수 있다.
그러나, 상기 블라인드 리벳 배열이 몸체 접힘식(body- folding) 블라인드 리벳 배열인 것이 특히 선호된다. 상기 형태의 몸체 접힘식 블라인드 리벳 배열은, 특히 서로 다른 축 방향 두께를 가진 공작물 배열들을 서로 연결하기 위해 이용될 수 있다. 그 결과, 서로 다른 고정 두께(clamping thickness)의 보상이 형성될 수 있다.
그 결과, 상기 리벳 생크는 블라인드 리벳 조인트를 제조할 때 블라인드 헤드를 형성하기 위해 구성되는 헤드 형성 부분을 포함하고 상기 블라인드 리벳 조인트를 제조할 때 몸체 접힘부를 형성하기 위해 구성되며 상기 헤드 형성 부분 및 리벳 헤드사이에 배열되는 접힘부 부분을 포함하여 고정 두께를 보상하는 것이 특히 선호된다.
상기 형태의 블라인드 리벳 배열은 가변 그립(variable grip) 리벳이라고도 한다. 또한, 특히, 공작물들 중 적어도 하나가 예를 들어, 열가소성 재료, 열성형(thermaosetting) 플라스틱 재료, CFRP 등과 같은 플라스틱 재료 또는 다른 부드러운(soft) 공작물일 때, 상기 형태의 블라인드 리벳 배열에 의해 축 방향 및/또는 반경 방향으로 공작물의 표면 및 변부에 대한 기계적 부하를 최소화할 수 있다.
상기 형태의 몸체 접힘식 블라인드 리벳의 예가 문헌 제 DE 10 2010 017 296 A1 호에 공지되어 있고, 본 발명은 상기 문헌의 공개내용을 참고한다.
상기 접촉 표면의 영역에서 눈에 보이는 측부의 공작물 표면에 지지하기 위하여, 상기 리벳 헤드는 블라인드 리벳 조인트의 제조시 상기 몸체 접힘부의 적어도 일부분을 수용하기 위한 축 방향 요홈을 포함하는 것이 선호된다.
상기 형태의 몸체 접힘식 블라인드 리벳의 예가 독일 문헌 제 DE 10 2012 016 592.7호에 공지되어 있고, 본 발명은 상기 문헌의 공개내용을 참고한다.
리벳 헤드내에 축 방향 요홈이 형성되기 때문에, 심지어 부드러운 공작물 또는 상대적으로 작은 기계적 부하를 가질 수 있는 공작물을 연결할 수 있고, 그럼에도 불구하고 상대적으로 큰 고정 영역이 형성된다. 특히, 설정 작업 동안 공작물 배열이 손상되지 않고, 상기 헤드 영역내에서 상기 리벳 몸체의 모든 반경 방향 확대를 조임 한계(tight limits)내에서 유지할 수 있다. 그 결과, 공작물내에서 상기 구멍의 내경 및 몸체 생크의 외경사이에서 변부들간의 이격거리는 최소화될 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 또한 상기 형태의 블라인드 리벳 배열을 위한 맨드릴 형태로서 청구될 수 있고, 상기 맨드릴은 제2 맨드릴 영역에서 상대적으로 작은 생크 횡단면을 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 또한, 리벳 헤드와 근접한 영역에서 구멍 직경은 리벳 생크의 단부 영역에서보다 더 작고 리벳 구멍을 포함한 블라인드 리벳 배열을 위한 리벳 몸체 및/또는 설정 작업이 변위 제어되며 형성되고 블라인드 리벳 조인트를 제조하기 위한 방법으로서 청구될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 형태의 블라인드 리벳 배열 및 적어도 두 개의 공작물들을 가진 블라인드 리벳 조인트에 의해 달성된다.
대체로, 본 발명에 의하면 블라인드 리벳들 특히 몸체 접힘식 블라인드 리벳들에 있어서 몸체 구멍에 대한 리벳 맨드릴 직경의 의존성이 제거될 수 있다. 종래기술과 대조적으로 상기 블라인드 리벳은 변위 제어되며 처리될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 하기 장점들 중 적어도 한 개가 구해진다. 리벳 맨드릴 직경은 적용예와 무관하게 공정 장치에 적응될 수 있다. 리벳 맨드릴 및/또는 리벳 몸체에 있어서 사용되는 재료가 감소된다. 리벳 구멍이 적용예에 맞춰서 설계될 수 있다. 맨드릴의 안내에 의해 설정 리벳의 진직도(straightness)가 최적화된다. 상기 리벳 헤드의 축 방향 요홈내에서 몸체 접힘부의 기능이 제공될 수 있다. 상기 맨드릴상에 리벳 몸체가 단단히 고정될 수 있다. 변위 제어되는 설정을 포함하고 적용예에 적합한 고정(clamping) 또는 유극을 가진 설계가 제공될 수 있다. CFRP, 마분지, 가죽 등과 같은 부드러운 연결 재료들에 대한 손상이 방지될 수 있다.
상기 특징들 및 하기 특징들이 본 발명으로부터 벗어나지 않고, 각 경우 조합될 뿐만 아니라 다른 조합 또는 단독으로 이용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면에 도시되고 하기 상세한 설명에 제공된다.
도 1은, 본 발명을 따르는 블라인드 리벳 배열의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 종 방향 단면도.
도 2는, 본 발명의 또 다른 실시예을 따르는 블라인드 리벳 배열의 리벳 몸체를 도시한 종 방향 단면도.

도 3은 설정 작업 동안 도 2의 리벳 몸체를 이용하는 블라인드 리벳 배열을 도시한 도면.
도 4는, 도 3의 블라인드 리벳 배열에 의해 완성되는 블라인드 리벳을 도시한 도면.
도 1은, 본 발명을 따르는 블라인드 리벳(blind rivet) 배열(10)의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 종 방향 단면도이다.
상기 블라인드 리벳 배열(10)은, 리벳 몸체(12) 및 리벳 맨드릴(4)을 포함한다. 상기 블라인드 리벳 배열(10)은, 적어도 한 개의 제1 공작물(16)(눈에 보이는 측부의 공작물) 및 한 개의 제2 공작물(18)(눈에 안 보이는 측부의 공작물)을 포함한 공작물 배열을 연결하기 위해 이용될 수 있다.
상기 리벳 몸체(12)는 공지기술에 따라 리벳 헤드(rivet head)(20)를 포함하고, 상기 리벳 헤드는 눈에 보이는 측부의 공작물(16)의 상부 표면(24)에 대한 지지부로서 이용되는 접촉 표면(22)을 포함한다. 상기 리벳 헤드(20)는, 상기 공작물 배열내에서 공작물 보어(bore)(28) 내부로 삽입될 수 있는 리벳 생크(shank)(26)속으로 합체된다. 축 방향을 따라 연속으로 형성된 리벳 보어(30)가 상기 리벳 몸체(12)를 관통한다.
상기 맨드릴(14)은, 상기 리벳 생크(26)의 단부 표면(34)에 대한 지지부로서 이용되는 맨드릴 헤드(32)를 포함한다. 또한, 상기 맨드릴(14)은, 상기 리벳 보어(30)를 통해 안내되고 보이는 측부에서 상기 리벳 헤드(20)로부터 벗어나 연장되는 맨드릴 생크(36)를 포함한다.
상기 리벳 맨드릴(14)은 미리 정해진 파괴점(breaking point)(38)을 포함한다.
블라인드 리벳 조인트를 형성하기 위해, 상기 리벳 생크(26)는 도 1에 도시된 것처럼, 상기 공작물 보어(28)속으로 삽입된다. 다음에 이 경우 F1으로 표시된 축 방향 당김 하중(pulling force)이 상기 맨드릴(14)에 작용하고 상기 F1과 반대 방향을 향하고 F1보다 큰 제2 하중(F2)에 의해 상기 리벳 헤드(20)가 고정된다.
상기 리벳 생크(26)의 단부 표면(34)에 대해 지지되는 맨드릴 헤드(32)에 의해, 상기 단부 표면이 안 보이는 측부에서 변형되어, 블라인드 헤드가 형성된다. 이 경우, 상기 하중(F1)이 일반적으로 조정되거나 증가되어, 블라인드 헤드가 완성되면 상기 맨드릴(14)은 상기 미리 정해진 파괴점(38)에서 파괴되고 완성된 블라인드 리벳 조인트로부터 끌어 당겨질 수 있다.
상기 맨드릴(14)은 제1 맨드릴 영역(B1) 및 제2 맨드릴 영역(B2)을 포함한다. 상기 제1 맨드릴 영역(B1)은 상기 리벳 보어(30)내에서 맨드릴 헤드(32)로부터 상기 미리 정해진 파괴점(38)까지 연장된다. 상기 제2 맨드릴 영역(B2)은 상기 미리 정해진 파괴점(38)으로부터 리벳 헤드(20)를 벗어나 연장된다. 상기 제1 맨드릴 영역(B1)에서 맨드릴 생크(36)는 상기 리벳 보어(30)의 제1 보어 직경(D1)에 적응되는 외경(D2)을 포함한다. 직경(D1,D2)들이 서로에 대해 적응되어 상기 맨드릴(14)은 예를 들어, 반경 방향 압축에 의해 상기 리벳 몸체(12)내부에 구속될 수 있다. 이를 위해, 반경 방향 돌출부(42) 또는 또 다른 형태의 프로파일링(profiling)이 상기 맨드릴 생크(36)에 제공된다.
상기 제2 맨드릴 영역(B2)내에서, 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 제1 생크 직경(D2)보다 작은 제2 생크 직경(D3)을 포함한다.
리벳 헤드(20)의 영역에서, 상기 리벳 보어(30)는 제2 보어 직경(D4)을 포함한다. 상기 제2 보어 직경(D4)은 상기 제1 보어 직경(D1)보다 작다. 또한, 상기 제2 보어 직경(D4)은 제2 생크 직경(D3)에 적응된다. 리벳 보어(30)가 상대적으로 작은 제2 보어 직경(D4)을 가지는 축 방향 영역이, 전체 리벳 헤드(20)를 통해 연장되고 리벳 헤드위에서 상기 리벳 생크(26)를 향해 도 1에서 길이(L4)로 연장되는 것이 선호된다.
도 1을 참고할 때 상기 리벳 헤드의 축 방향 높이(L1)가 도시된다. 상기 리벳 생크(26)의 축 방향 길이(L2)가 도 1에 도시되고 상기 접촉 표면(22) 및 미리 정해진 파괴점(38)사이의 이격 거리(L3)가 도 1에 도시된다. 전체 길이에 걸쳐서 상기 리벳 생크(26)의 외경(D5)이 도 1에 도시된다.
제1 보어 직경(D2)을 가진 제1 보어 부분 및 제2 보어 직경(D4)을 가진 제2 보어 부분사이의 전이부는 도 1에 도시된 스텝(step) 또는 전이부(40)에 의해 형성된다.
일반적으로, 도 1에 도시된 블라인드 리벳 배열에 의하면, 상기 리벳 몸체(12)로부터 돌출한 영역에서 리벳 맨드릴(14)은 상대적으로 작은 직경을 가질 수 있다. 그러나, 상기 리벳 맨드릴(14)은 제1 맨드릴 영역(B1)에서 상대적으로 큰 직경을 가질 수 있다. 제1 맨드릴 영역(B1)에서 상기 맨드릴은 상기 리벳 몸체(12)에 대하여 축 방향으로 안내되고 중심잡기(centered) 된다. 또한, 상기 리벳 맨드릴이 리벳 몸체(12)에 의해 상기 축 방향 영역에서 안내되거나 중심잡기되도록 직경(D3,D4)들은 서로에 대해 적응된다.
상기 맨드릴은 상기 리벳 몸체(12)내에서 상기 영역들사이에서 안내될 수 없다. 변위 제어된 설정(displacement controlled setting)이 가능하여 제1 맨드릴 영역(B1)이 설정 작업 동안 상기 전이부(40)에 충돌하고 이에 따라 미리 정해진 파괴점(38)의 개방(breaking open)이 형성될 수 있도록 상기 전이부(40) 및 미리 정해진 파괴점(38)사이의 이격거리가 선택될 수 있다. 그 결과, 미리 정해진 고정(clamping) 두께가 형성되도록 설정작업이 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 블라인드 리벳 배열(10')의 또 다른 실시예는 일반적으로, 작업 방법과 설계와 관련하여 도 1에 도시된 블라인드 리벳 배열에 해당된다. 따라서 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호로 표시된다. 필수적으로 차이가 아래와 같이 설명된다.
다른 한편으로, 리벳 헤드(20)의 영역에서, 도 2에 도시된 리벳 몸체(12')는 몸체 접힘부(body fold)의 적어도 일부분을 수용할 수 있는 축 방향 링 형상 요홈(44)을 포함한다. 상기 축 방향 요홈(44)의 축 방향 깊이(L5)가 도 2에 도시된다. 상기 축 방향 깊이(L5)는 리벳 헤드(20)의 축 방향 높이(L1)보다 작다. 상기 리벳 헤드(20)의 외경(D6) 및 상기 축 방향 요홈(44)의 외경(D7)이 도시된다.
상기 축 방향 요홈(44) 및 전이부(40)사이의 이격 거리(L6)가 도시된다. 상기 영역은 또한 리벳 생크(26)의 접힘부 부분(46)을 형성한다.
또한, 상기 리벳 헤드(20)와 마주보는 단부에서 상기 리벳 생크(26)는 헤드 형성 부분(50)을 포함한다. 상기 헤드 형성 부분(50) 및 접힘부 부분(46)사이에 강성 부분(48)이 제공되고, 상기 강성 부분의 길이(L7)가 도시된다. 상기 헤드 형성 부분(50)의 축 방향 길이(L8)가 도시된다.
상기 헤드 형성 부분(50)은 축 방향 길이(L9)를 가진 제1 형성 부분(52), 제2 축 방향 길이(L10)를 가진 제2 형성 부분(54) 및 축 방향 길이(L11)을 가진 제3 형성 부분(56)을 포함한다. 상기 제1 형성 부분(52)은 리벳 생크(26)의 블라인드 측부 단부(blind- side end)(58)와 인접하게 위치한다. 상기 제3 형성 부분(56)은 상기 강성 부분(48)과 인접하게 위치한다. 상기 축 방향 길이(L9,L10,L11)들은 대략 동일한 길이를 가질 수 있다. 상기 중간의 제2 형성 부분(54)의 강도는 상기 제2 형성 부분(54) 및 제3 형성 부분(56)의 강도보다 크다. 상기 접힘부 부분(46)은 상기 부분(46,48,50)들의 최소 강도를 가진다.
도 3은 설정 작업 동안 블라인드 리벳 배열(10')을 도시한다. 상기 헤드 형성 부분(50)을 변형시켜서 형성된 블라인드 헤드(60)가 상기 설정 작업 동안 형성된다.
도 4는 완성된 블라인드 리벳 조인트(64)를 도시하고, 고정 두께에 적응하기 위해 상기 접힘부 부분(46)은, 상기 리벳 몸체(12')의 리벳 헤드(20)의 축 방향 요홈(44) 내부에 적어도 부분적으로 배열된 몸체 접힘부(62)를 형성한다.
또한, 도 4는, 상기 축 방향 요홈(44)의 축 방향 깊이(L5)보다 작거나 동일한 것이 선호되는 상기 몸체 접힘부(62)의 축 방향 높이(L12)를 도시한다.
10......블라인드 리벳 배열,
12......리벳 몸체,
14......맨드릴,
20......리벳 헤드,
26......리벳 생크,
30......리벳 보어,
32......맨드릴 헤드,
36......맨드릴 생크.

Claims (12)

  1. 블라인드 리벳 조인트(64)를 제조하기 위한 블라인드 리벳 배열(10)로서, 상기 블라인드 리벳 배열은 리벳 몸체(12) 및 맨드릴(14)을 가지고, 상기 리벳 몸체(12)는 리벳 헤드(20), 리벳 생크(26) 및 연속적인 리벳 보어(30)를 포함하며, 상기 맨드릴(14)은 맨드릴 헤드(32) 및 상기 리벳 보어속에 삽입된 맨드릴 생크(36)를 포함하고, 상기 리벳 구멍(30)은 상기 리벳 헤드(20)와 마주보는 리벳 생크(26)의 단부 영역에서 제1 구멍 횡단면(D1)을 포함하고, 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 맨드릴 헤드(32)와 근접한 제1 맨드릴 영역(B1)에서 제1 생크 횡단면(D2)을 포함하며, 상기 제1 생크 횡단면(D2)은 상기 제1 구멍 횡단면(D1)에 적응되는 블라인드 리벳 배열에 있어서,
    상기 리벳 구멍(30)으로부터 돌출하는 제2 맨드릴 영역(B2)에서, 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 제1 생크 횡단면(D2)보다 작은 제2 생크 횡단면(D3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 맨드릴 영역(B1,B2)사이의 전이부는 미리 정해진 파괴점(38) 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 맨드릴 영역(B1)에서 상기 맨드릴 생크(36)는 상기 리벳 구멍(30)의 내측 원주부와 연결되는 외측 원주부의 프로파일링(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 생크 횡단면의 직경(D2) 및 상기 제1 구멍 횡단면의 직경(D1)사이의 비율은 0.8 내지 0.99의 범위 특히 0.87 내지 0.97의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 생크 횡단면의 직경(D2) 및 상기 제2 생크 횡단면의 직경(D3)사이의 비율은 1.01 내지 3의 범위 특히 1.05 내지 2.5의 범위에 속하고 특히 선호적으로 1.1 내지 1.85의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 맨드릴 영역(B1)은 상기 리벳 구멍(30)의 축 방향 길이보다 0.2배 초과 및/또는 상기 리벳 구멍(30)의 축 방향 길이보다 0.6배 미만인 축 방향 길이로 연장시키는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리벳 헤드(20)의 영역에서 상기 리벳 구멍(30)은 제1 구멍 횡단면(D1)보다 작고 제2 생크 횡단면(D3)에 적응하는 제2 구멍 횡단면(D4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 구멍 횡단면의 직경(D1) 및 상기 제2 구멍 횡단면의 직경(D4)사이의 비율은 1.01 내지 3의 범위 특히 1.05 내지 2.5의 범위에 속하고 특히 선호적으로 1.1 내지 1.85의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 제1 구멍 횡단면으로부터 제2 구멍 횡단면으로 전이부는 상기 맨드릴(14)의 미리 정해진 파괴점(38)보다는 축 방향을 따라 리벳 헤드(20)와 더 근접하게 배열되는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리벳 생크(26)는 블라인드 리벳 조인트(64)를 제조할 때 블라인드 헤드(60)를 형성하기 위해 구성되는 헤드 형성 부분(50)을 포함하고 상기 블라인드 리벳 조인트(64)를 제조할 때 몸체 접힘부(62)를 형성하기 위해 구성되며 상기 헤드 형성 부분(50) 및 리벳 헤드(20)사이에 배열되는 접힘부 부분(46)을 포함하여 고정 두께를 보상하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  11. 제10항에 있어서, 상기 접촉 표면(22)의 영역에서 눈에 보이는 측부의 공작물 표면(24)에 지지하기 위하여, 상기 리벳 헤드(20)는 블라인드 리벳 조인트(64)의 제조시 상기 몸체 접힘부(62)의 적어도 일부분을 수용하기 위한 축 방향 요홈(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 배열.
  12. 두 개이상의 공작물(16,18)을 가지고 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 형성된 블라인드 리벳 배열(10)을 가지는 블라인드 리벳 조인트(64).
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