KR20190015632A - 스프링 연결 요소 - Google Patents

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KR20190015632A
KR20190015632A KR1020197003546A KR20197003546A KR20190015632A KR 20190015632 A KR20190015632 A KR 20190015632A KR 1020197003546 A KR1020197003546 A KR 1020197003546A KR 20197003546 A KR20197003546 A KR 20197003546A KR 20190015632 A KR20190015632 A KR 20190015632A
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spring connecting
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spring
wire
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KR1020197003546A
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페트르 스태스트니
알렉산더 보르더비쉬
마이클 카르
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뵐호프 베르빈둥스테크니크 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 구성요소 개구부 내에서의 걸림-피팅에 의해서 적어도 2개의 구성요소(B1, B2)가 서로 연결될 수 있게 하는, 스프링 연결 요소(1)를 설명한다. 그러한 스프링 연결 요소(1)는 이하의 특징들을 특징으로 한다: 제1 및 제2 단부를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일(20)로서, 복수의 축방향으로 이격된 권선(22, 23)을 포함하는, 와이어 코일(20), 와이어 코일(20)의 원주를 지나서 반경방향으로 연장되고 와이어 코일(20)의 제1 단부에 배열되는 나선형 칼라(30), 및 와이어 코일(20)의 제2 단부에 배열되고, 와이어 코일(20)을 축방향으로 지나서 연장되지 않으며, 스프링 연결 요소(1)를 실질적으로 회전 없이 구성요소 개구부(52) 내로 당길 수 있는, 와이어 코일(20) 내로 반경방향으로 돌출하는 중앙 견인 요소(40).

Description

스프링 연결 요소{SPRING CONNECTION ELEMENT}
본 발명은 스프링 연결 요소에 관한 것으로서, 그러한 스프링 연결 요소에 의해서 적어도 2개의 구성요소가 구성요소 개구부 내의 걸림-핏(claw-fit) 또는 클램프-핏에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 본 발명은 그러한 스프링 연결 요소를 설치하는 방법 및 해체하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 스프링 연결 요소를 위한 설치 공구를 개시한다.
종래 기술에서, 적어도 2개의 미리-펀칭된(pre-punched) 구성요소들을 서로 연결하는 여러 가지 연결 요소가 공지되어 있다. 증명된 접근 방식은 구성요소 개구부를 통해서 나사산형 볼트를 삽입하고 나사산형 볼트 상으로 너트를 나사체결하는 것에 의해서 구성요소들을 서로 체결하는 것이다. 그러나, 이는, 양 측면으로부터의 연결부의 접근 가능성을 필요로 하고, 그러한 접근 가능성이 항상 주어지는 것은 아니다.
그에 따라, WO 2007/134588 A1는, 와이어 권선(winding)에 접촉지지되거나(abutting) 밀접하게 이격된, 규칙적으로 권선된 와이어 코일로 이루어진 스프링 나사를 제시한다. 강성 및 비-가요성 스프링 와이어를 또한 기초로 하는, 단지 이러한 권선 배열체에 의해서, 스프링 나사의 나사산 형태 외측 윤곽을 생성할 수 있다. 와이어 코일의 일 단부에서, 헤드 형태 구성이 초래되도록 와이어가 편평한 나선으로 권선된다. 와이어 코일의 타 단부가 코일 내로 반경방향으로 돌출하는 설치 웨브(web)를 가지며 그에 의해서 스프링 나사가 구성요소 개구부 내로 나사체결된다. 이러한 스프링 나사는 스윙잉(swinging), 크리핑(creeping), 셋팅 또는 일반적으로 변경 가능한 재료를 위해서 의도된다. 구성요소 개구부 내로 스프링 나사를 나사체결하는 동안, 나사산 홈이 구성요소 개구부의 반경방향 내측 벽 내로 컷팅된다. 그에 따라, 특히 나사산의 형성과 관련한 적은 기하형태적 요건(lower geometric requirement)으로 생산되는 것을 제외하고, 이러한 스프링 나사는 자가-컷팅 나사의 원리로 작용한다. 이러한 나사 기능으로 인해서, 한편으로, 이러한 스프링 나사를 위한 설치에 큰 노력이 필요한데, 이는 스프링 나사를 구성요소 개구부 내로 나사체결하는 것이 시간-소모적이기 때문이다. 또한, 사실상 스프링 나사가 구성요소 재료 내로 나사산 홈을 컷팅할 수 있도록, 스프링 나사의 재료가 구성요소 재료에 맞춰 조정되어야 한다. 그렇지 않은 경우에, 이러한 스프링 나사가 구성요소 개구부 내에서 어떠한 파지(grip)도 제공하지 않는다. 스프링 나사가 규칙적으로 컷팅된 나사산 홈 내에서 유지될 수 있도록 스프링 나사가 높은 정밀도로 생성되어야 한다는 것이 단점이다.
WO 2012/084385 A1은 나사 상으로 장착되는 컷팅 스프링 부착부를 설명한다. 여기에서, 연결부 요소가 2개의 부분으로 구성되는 것이 이미 단점이 되는데, 이는 연결부 요소가 나사 및 컷팅 스프링 부착부로 구성되기 때문이다. 또한, 설치 노력이 또한 시간-소모적인데, 이는 나사가 주의 깊게 그리고 나사산을 컷팅하는 것에 의해서 구성요소 개구부 내로 나사체결되어야 하기 때문이다.
WO 2011/053170는, 와이어로부터 와이어 코일로 권선되거나 연결 요소의 큰 헤드와 큰 단부 또는 선단 부분 사이의 적어도 하나의 와이어 코일 부분을 포함하는 복수의 연결 요소를 설명한다. 여기에서 설명된 연결 요소는 편평한 반경방향 외측 측면 또는 라운드형 하위섹션으로 이루어진 반경방향 외측 측면을 갖는다. 반경방향 외측 측면의 이러한 구성은 연결 요소의 구성요소 개구부 내의 억지 피팅(press fit)을 지원하고, 그러한 연결 요소는, 외측으로 지향된 반경방향 스프링힘으로 인해서, 반경방향 외측 측면을 보어의 구성요소 벽에 대해서 밀어낸다. 개시된 연결 요소의 이러한 내측 반경방향 지향 스프링힘뿐만 아니라 비틀림 경직성(stiffness) 및 축방향 안정성이 특히 와이어 코일의 타이트한(tight) 권선에 의해서 달성된다. 여기에서, 본질적으로 인접한 권선들이 서로 접촉지지된다(abut). 본원에서 설명된 연결 요소가 반경방향으로 압축 가능하나, 축방향으로는 변형 가능하지 않다. 연결 요소가 반경방향 압축에 의해서 구성요소 개구부 내로 일단 강제되면, 연결 요소의 팽창하려는 고유의 경향이 구성요소와 연결 요소 사이의 연결을 생성한다. 따라서, 설치는, 연결 요소를 구성요소 개구부 내로 삽입하기 위한 큰 힘의 노력을 필요로 한다. 또한, 특히, 예를 들어 반경방향을 따른, 연결 요소에 의해서 인가되는 큰 연결 힘으로 인해서, 크리핑(creeping), 셋팅(setting) 및 유동성 재료가 이러한 기계적인 응력 또는 부하(load) 하에서 변경되며, 그에 따라 그러한 연결부가 외면 받게 한다. 재료가 소위 항복(yield)되며, 그에 따라 이러한 스프링의 강성 연결 요소와 구성요소 사이의 연결 강도가 취약해진다. 추가적인 단점은, 나사와 같이, 설명된 연결 요소의 반경방향 및 축방향 크기가 구성요소 개구부에 맞춰서 구성되어야 한다는 것이다. 왜냐하면, 연결 요소의 적어도 중앙 영역 내의 강성 및 비가요성 와이어 코일로 인해서, 변화된 구성요소 기하형태에 대한 적응(adaptation)이, 연결 요소의 기하형태를 변화하는 것에 의해서 달성될 수 없기 때문이다.
체결 클램프가 DE 31 47 430 A1에 설명되어 있다. 이러한 클램프는, 헤드-형상의 나선형 칼라를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일로 권선된 와이어로 제조된다. 적어도 2개의 구성요소를 연결하기 위해서 내부에서 체결 클램프가 이용되는 구성요소 개구부에 대한 적응에서, 와이어 코일이 보어의 내경 보다 작은 외경으로 제조된다. 이하에서, 이러한 체결 클램프가 반경방향 작용 억지 피팅에 의해서 2개의 부분들을 서로 체결하지 않는다. 오히려, 이러한 체결 클램프는 나선형 칼라에 대향하는 그 축방향 단부에서 후크(hook)를 가지며, 그에 따라 체결 클램프가 후크와 나선형 칼라 사이에서 적어도 2개의 구성요소를 장력에 의해서 서로 체결한다. 구체적으로, 체결 클램프가 관통 홀 내에서만 설치될 수 있다. 여기에서, 후크가 보어 외부의 구성요소 보어의 아웃풋(output)에서 대향 구성요소 벽에서 후킹할 수 있도록 멀리, 후크가 축방향으로 와이어 코일로부터 멀어지는 쪽으로 이동된다.
그에 따라, 이러한 체결 크램프는 불리하게 관통 홀 내에서만 적용될 수 있다. 또한, 후크가 와이어 코일을 지나서 반경방향으로 연장되고, 이는 설치에 필요한 공간의 적응을 필요하게 한다. 추가적인 단점은, 이러한 체결 클램프가 와이어 코일에 대한 구성요소의 반경방향 이동을 방지할 수 없다는 것이다.
그에 따라, 전술한 연결 요소로부터 시작하여, 종래 기술에 비해서 제조 및 설치가 단순화된 탄력적으로 이용 가능한 연결 요소를 제공할 필요가 있다.
상기 목적은 독립항인 특허 청구항 제1항에 따른 스프링 연결 요소, 독립항인 특허 청구항 제17항에 따른 이러한 스프링 연결 요소를 위한 설치 방법, 독립항인 특허 청구항 제19항에 따른 구성요소 개구부 내에 설치된 스프링 연결 요소를 해체하는 방법, 독립항인 특허 청구항 제20항에 따른 이러한 스프링 연결 요소를 위한 설치 공구 및 독립항인 특허 청구항 제23항에 따른 설치된 스프링 연결 요소를 가지는 구성요소에 의해서 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 추가적인 개선예가 이하의 설명, 도면 및 첨부된 청구항으로부터 명확해질 것이다.
적어도 2개의 구성요소를 구성요소 개구부 내의 걸림-핏 또는 클램프-핏에 의해 서로 연결할 수 있는, 본 발명의 스프링 연결 요소가 이하의 특징을 포함한다: 축방향으로 서로 이격된, 바람직하게 불규칙적으로 성형된, 복수의 권선을 포함하는, 제1 및 제2 단부를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일, 와이어 코일의 제1 단부에 배열된, 와이어 코일의 원주를 지나서 반경방향으로 돌출하는 나선형 칼라, 및 와이어 코일을 지나서 축방향으로 돌출하지 않고 스프링 연결 요소를, 실질적으로 회전이 없이, 구성요소 개구부 내로 당길 수 있는, 와이어 코일 내로 반경방향으로 돌출하는 와이어 코일의 제2 단부에 배열된, 중앙 견인 요소.
본 발명의 스프링 연결 요소의 나선형 칼라가, 구성요소 개구부 내로의 삽입 이후에, 구성요소 벽에서 지지되고, 그러한 스프링 연결 요소는 바람직하게 본 발명에 따른 견인 요소에 의해서 반경방향 및 축방향으로 그 형상을 적응 시킬 수 있고(adaptable), 그에 따라 연결 조건에 맞춰 적응 시킬 수 있다. 왜냐하면, 서로 축방향으로 이격되고 바람직하게 적어도 하나의 불규칙적인 권선 및 축방향 변형을 허용하는 스프링 연결 요소의 스프링 경직성을 가지는, 나선형 스프링 형태의 와이어 코일의 인접한 권선들은, 중앙 견인 요소에 의한 스프링 연결 요소의 조정을 허용하기 때문이다. 와이어 코일의 스프링 형태의 형상은 예를 들어 DE 603 017 또는 DE 493 714에서 설명된 것과 같은 나선형 스프링과 유사하다. 이러한 나선형 스프링의 권선은 느슨하고(loose), 축방향으로 서로로부터 부분적으로 불규칙적으로 이격되며, 그로부터 감소된 축방향 안정성이 초래된다.
또한, 유리하게 나선형 스프링 형태의 와이어 코일의 권선은 또한, 충분한 반경방향 압축 힘이 와이어 코일에 의해서 구축되도록 보장한다. 이러한 것을 기초로, 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부의 인접한 벽에 걸리거나 클램프될 수 있고, 그에 따라 스프링 연결 요소와 적어도 하나의 구성요소 사이에서 비-형상결합 또는 강제-피팅(force-fit)뿐만 아니라 형상결합 또는 폼-피팅(form-fit) 연결이 생성된다. 이러한 맥락에서, 견인 요소에 의해서, 본 발명에 따른 스프링 연결 요소가 실질적으로 회전 없이 설치될 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 실질적으로 회전이 없다는 것은, 이러한 문맥에서, 제1의 바람직한 실시예에 따라서, 스프링 연결 요소가 그 길이방향 축 주위의 회전이 없이 적어도 하나의 구성요소 개구부 내에서 축방향으로 삽입된다는 것을 의미한다. 제2의 바람직한 실시예에 따라서, 실질적으로 회전이 없다는 것은, 설치 중에 그 길이방향 축을 중심으로, 스프링 연결 요소가 360°미만의, 바람직하게 270°미만의, 특히 180°미만의 최대의 각도 범위 내에서 피봇된다는 것을 의미한다. 그러나, 회전하지 않는 이러한 피봇팅으로, 구성요소 벽 내의 스프링 연결 요소의 신뢰 가능한 고정이 지원된다.
스프링 연결 요소의 전술한 기능성을 지원하는데 있어서, 본 발명에 따라서, 스프링 연결 요소의 상이한 디자인들 또는 구성들이 유리하다. 바람직한 실시예에 따라서, 나선형 스프링 연결 요소의 와이어 코일의 와이어가 그 횡단면 내에서 그리고 와이어 코일에 대해서 반경방향 폭(b) 및 축방향 두께(s)를 갖는다. 와이어의 반경방향 폭(b) 및 축방향 두께(s)가 1.25 ≤ b/s ≤ 3.5, 바람직하게 2 ≤ b/s ≤ 3의 크기 비율을 갖는다. 스프링 연결 요소의 와이어의 횡단면의 반경방향 폭(b) 및 축방향 두께(s)의 이러한 크기 비율로부터, 와이어가 와이어 코일의 축방향으로 편평하게 형성되는 결과가 초래된다. 그에 따라, 와이어의 좁은 측면이 구성요소 벽에 접촉지지되고, 그에 따라 스프링 연결 요소의 반경방향 힘이 와이어 코일의 축방향 보다 구성요소 벽 상에서 보다 작은 표면 요소로 작용하고, 그에 따라 구성요소 벽 내에 걸림-피팅되는데 유리하다.
추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 코일의 와이어가, 그 횡단면 내에서 그리고 적어도 와이어 코일의 반경방향 외측 측면에서 와이어 코일에 대해서, 와이어의 축방향 두께(s) 보다 작은 곡률 반경(r)을 가지며, 바람직하게 0.05 s ≤ r ≤ 0.5 s이다. 와이어 코일의 반경방향 외측 측면에서의 와이어 횡단면의 발명에 따라 바람직한 곡률 반경에 의해서, 와이어가 선단부 또는 컷팅-연부와 동일한 방식으로 그 횡단면 반경방향 외측으로 테이퍼링된다(tapered). 이러한 기하형태는 또한, 반경방향 외측으로 지향된 록킹 힘으로 인해서, 스프링 연결 요소가 구성요소 벽에서 걸리는 것, 그리고 그에 따라 스프링 연결 요소를 구성요소 개구부 내에서 고정하는 것을 돕는다. 그에 의해서 발명에 따라 생성된 폼-피팅 연결은 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부로부터 추출되는 것을 방지한다. 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내의 걸린 위치를 유지하는 동안, 예를 들어 재료 연장(extension) 또는 크리프(creep)-프로세스로 인해서, 구성요소의 치수의 이러한 변화를 따를 수 있다. 이는 주로, 스프링 연결 요소가 축방향으로 연장될 수 있다는 점에서, 실현된다.
본 발명의 추가적인 발명에 따른 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 코일이, 횡단면의 와이어 코일의 와이어의 축방향 두께(s)에 비해서 그리고 와이어 코일에 대해서, p ≥ 1.25 s U-1 값의, 회전(U)당 피치(p)를 갖는다. 이러한 맥락에서, 그리고 보다 바람직하게, 피치(p)가 1.25 s ≤ p ≤ 3.5 s 범위, 보다 바람직하게 1.25 s ≤ p ≤ 2.7 s 범위 그리고 보다 더 바람직하게 2.0 s ≤ p ≤ 2.7 s의 범위이다. 주어진 피치 값으로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 발명에 따른 스프링 연결 요소의 와이어 코일이 바람직하게 느슨하게 권선된다. 바람직한 피치 범위 내의 이러한 느슨한 권선에 의해서, 스프링 연결 요소가 제한된 축방향 경직성만을 갖는 것이 보장된다. 다시 말해서, 이러한 특별한 피치로부터 스프링 연결 요소의 축방향 가요성이 초래되고, 그에 따라 상이한 구성요소 기하형태 및 특히 구성요소 개구부의 깊이 및 연결 예외부(exception) 또는 이형부(anomaly)에 맞춰 탄력적으로 적응될 수 있다. 그에 따라, 스프링 연결 요소가 구성요소 벽 내에서 반경방향으로 걸리거나 클램프되는 구성요소 개구부 내의 바람직한 깊이 범위에 도달할 때까지, 바람직하게 스프링 연결 요소가 축방향으로 멀리 연장될 수 있다.
구성요소 개구부 내의 스프링 연결 요소의 확실한 안착을 추가적으로 돕기 위해서, 횡방향으로 그리고 와이어 코일에 대해서 축방향 두께(s) 및 반경방향 폭(b)을 가지는 와이어 코일의 와이어가 이하의 프로파일을 갖는다: 폭 방향으로 타원-형상의 또는 렌즈-형상의 및/또는 폭 방향으로 타원-형상의 또는 렌즈 모양의 그리고 하나의 또는 양 측면 상에서 두께 방향으로 편평한 및/또는 반경방향 외측 오목 요홈부를 가지는 두께 방향으로 신장형 및/또는 두께 방향으로 S-형상인 및/또는 폭 방향을 따른 반경방향 외향 볼록부 및 반경방향 내향 요홈부를 가지는 두께 방향으로 신장형 프로파일. 와이어 코일의 와이어의 전술한 그리고 발명에 따른 바람직한 횡단면 구성은 구성요소의 벽 내의 스프링 연결 요소의 반경방향 고정 또는 걸림을 지원한다. 또한, 와이어 코일의 축방향 및 반경방향 경직성이 또한 이러한 횡단면 기하형태에 의해서 조정 가능하다. 그에 따라, 이러한 방식으로, 와이어 코일의 강성이 스프링 연결 요소의 재료에 의해서뿐만 아니라 와이어 코일의 와이어의 또는 와이어 코일의 와이어의 선택된 부분 또는 하위 지역의 적절한 프로파일링에 의해서 결정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 코일의 와이어가, 횡단면에서 그리고 와이어 코일의 반경방향 외측 측면에서 와이어 코일에 대해서, γ > 90°각도로 스프링 연결 요소의 길이방향 축에 대해서 배열되는, 컷팅 방향을 가지는 걸림 윤곽을 갖는다. 이미 전술한 바와 같이, 와이어는 그 횡단면에서 와이어 코일에 대해서 반경방향 외측으로 테이퍼링된다. 만약 와이어 횡단면의 축방향 상부 측면 및 축방향 하부측면이 라인에 의해서 수렴된다면, 이러한 2개의 라인들이 와이어 횡단면의 반경방향 외측 측면에서 교차하고 이러한 방식으로 컷팅 연부 형태의 기하형태를 상징화한다. 발명에 따라서, 컷팅 연부 형태의 기하형태가 추출 방향에 대해서 차단 효과를 구축하도록, 이러한 컷팅 연부 형태의 기하형태가 바람직하게 형성된다. 이는, 전술한 컷팅-연부 방향이 와이어 코일의 길이방향 축으로부터 시작하여 90°보다 큰 각도를 형성한다는 점에서 달성된다. 컷팅-연부 방향은, 횡단면의 반경방향 외측 측면에서 컷팅-연부 형태의 기하형태의 축방향 상부 측면 및 축방향 하부 측면에 의해서 형성되는 각도의 각도 이등분선(bisector)에 의해서 규정된다.
발명에 따라서, 나선형 스프링 형태의 와이어 코일이, 와이어 코일에 대해서 반경방향 및/또는 축방향으로 특히 불규칙적으로 성형된, 불규칙적으로 성형된 권선을 포함하는 것이 또한 바람직하다. 이러한 실시예의 구체적인 실시예에서, 스프링 연결 요소의 와이어 코일이 원통형 형상을 가지며, 여기에서 와이어 코일의 권선의 적어도 하나가 원통형 와이어 코일의 외경을 지나서 연장한다. 추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 적어도 하나의, 바람직하게 2 내지 4개의 권선이 와이어 코일의 축방향 중앙 부분 내에 배열된다. 또한, 와이어 코일은, 스프링 연결 요소를 형성하기 위해서, 바람직하게 3 내지 15개, 바람직하게 5 내지 10개의 권선으로 이루어진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 스프링 연결 요소의 와이어 코일의 권선이 반경방향 외측으로 각도형 또는 연부형 형상을 포함하고, 그에 따라 권선이 구성요소의 개구부 벽에서 걸릴 수 있다. 와이어 코일의 정확한 이러한 기하형태적 구성은, 구성요소 개구부 내의 스프링 연결 요소의 이미 전술한 걸림-피팅을 보장한다. 이러한 것을 추가적으로 지원하기 위해서, 와이어 코일의 권선이 반경방향 횡단면에서 라운드형 및/또는 S-형상으로 또는 적어도 반경방향 외측으로 예리한-연부형으로 형성되는 것이 또한 바람직하다.
스프링 연결 요소로 부가적인 축방향 안정성 및 가요성을 제공하기 위해서, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 나선형 칼라가 와이어 코일을 향해서 원뿔형으로 테이퍼링되어 형성된다. 이는, 구성요소 표면 상의 나선형 칼라에 의해서 스프링 연결 요소의 지지를 지원한다.
또한, 스프링 연결 요소의 중앙 견인 요소는, 와이어 코일의 내부를 통해서 접근 가능한, 설치 공구를 위한 지지 표면을 바람직하게 구비한다. 이러한 지지 표면은 후술되는 설치 공구에 의해서 접근될 수 있다. 동일한 방식으로, 그리고 또한 발명에 따라서 바람직하게, 중앙 견인 요소가, 와이어 코일 내에서 연장되는, 나선형 칼라를 축방향으로 지나서 돌출하는 설치 웨브(web)를 가지는 것을 또한 생각할 수 있다. 설치 공구 또는 설치 웨브에 의해서, 견인 요소가 축방향으로 편향될 수 있고, 그에 따라 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내로 당겨진다. 이러한 방식으로, 특히 설치 웨브를 이용할 때, 부가적인 공구를 필요로 하지 않는, 스프링 연결 요소의 단순한 설치가 초래된다. 만약 스프링 연결 요소의 설치 이후에 설치 웨브가 방해가 된다면, 본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 와이어 코일의 내부 내의 미리 결정된 파괴 지점에 의해서, 설치 웨브를 스프링 연결 요소로부터 제거할 수 있다.
스프링 연결 요소의 설치를 돕기 위해서, 와이어 코일이, 축방향으로 제2 단부의 지역 내에서, 테이퍼링을 포함한다. 이러한 테이퍼링은 구성요소 개구부에 맞춰 구성되고, 그에 따라 스프링 연결 요소의 용이한 삽입이 여기에서 실현될 수 있다.
본 발명은 또한, 구성요소 개구부를 각각 가지는 적어도 2개의 구성요소로 이루어진 구성요소 복합체를 포함하고, 그러한 구성요소 개구부 내에, 전술한 바람직한 실시예 중 하나에 따른 스프링 연결 요소가 설치된다.
본 발명은 스프링 연결 요소를 설치하기 위한 방법을 더 개시하고, 그러한 스프링 연결 요소는 제1 및 제2 단부를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일, 와이어 코일의 제1 단부에 배열된, 와이어 코일의 원주를 지나서 반경방향으로 연장되는 나선형 칼라, 및 와이어 코일 내로, 특히 전술한 실시예 중 하나에 따른 스프링 연결 요소 내로 반경방향으로 돌출하는 와이어 코일의 제2 단부에 배열되는 중앙 견인 요소를 포함한다. 이러한 설치 방법이 이하의 단계를 포함한다: 상호 정렬된 구성요소 개구부들을 가지는 적어도 제1 및 제2 구성요소를 배열하고 제1 구성요소의 구성요소 개구부의 입구에 스프링 연결 요소를 배치하는 단계, 견인 요소가 실질적으로 회전이 없이 와이어 코일을 구성요소 개구부 내로 당기도록, 스프링 연결 요소에 대해서 축방향으로 지향되는 중앙 견인 요소 상으로 압축력을 인가하는 단계, 또는 스프링 연결 요소가 축방향으로 연신되고 반경방향으로 테이퍼링되도록, 나선형 칼라와 견인 요소 사이에 당김력을 인가하는 것에 의해서 스프링 연결 요소를 연신시키는 단계, 및 실질적으로 또는 완전히 회전이 없이 연신된 스프링 연결 요소를 구성요소 개구부 내로 삽입하는 단계, 그리고 와이어 코일의 권선 중 적어도 하나가 구성요소 개구부 중 적어도 하나 내에서 고정되도록, 나선형 칼라가 제1 구성요소와 접촉지지된 후에 견인 요소를 해제하는 단계.
이러한 문맥에서, 발명에 따라서, 압축력이 설치 맨드릴 또는 견인 요소에서 제공된 설치 웨브에 의해서 견인 요소로 인가되는 것이 바람직하다. 동일한 방식으로, 설치 맨드릴 및 설치 웨브는 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내로 당겨질 수 있게 한다. 이렇게 구성요소 개구부 내로 당기는 것이 바람직하게, 상대적인 당김력이 나선형 칼라와 견인 요소 사이에서 생성된다는 사실에 의해서 지원된다. 이는, 양자의 경우에, 나선형 칼라가 개구부의 입구에서 구성요소 표면에 접촉지지되거나 그러한 구성요소 표면 상에서 지지되기 때문이다. 다른 대안에서, 설치 맨드릴이 견인 요소를 축방향으로 더 편향시키는 동안, 나선형 칼라가 설치 맨드릴에서 유지된다. 이러한 스프링 연결 요소의 축방향 인장 부하는 스프링 연결 요소의 반경방향 테이퍼링을 유도하고, 그에 의해서 구성요소 개구부 내로의 삽입이 촉진된다. 또한, 스프링 연결 요소가 희망 길이로 조정되고, 그러한 희망 길이로 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내에 고정된다. 축방향을 따른 스프링 연결 요소의 해제 이후에, 스프링 연결 요소가 반경방향으로 팽창하고 와이어 코일의 반경방향 외측 측면이 구성요소 벽에 클램프된다.
본 발명은 또한 구성요소 개구부 내에 설치된 스프링 연결 요소를 해체하기 위한 방법을 포함하고, 그러한 스프링 연결 요소는 제1 및 제2 단부를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일, 와이어 코일의 제1 단부에 배열된, 와이어 코일의 원주를 지나서 반경방향으로 연장되는 나선형 칼라, 및 와이어 코일 내로 반경방향으로 돌출하는 와이어 코일의 제2 단부에 배열되는 중앙 견인 요소를 포함한다. 이러한 해체 방법은: 스프링 연결 요소의 나선형 칼라를 파지하는 단계, 스프링 연결 요소가 연신되고 테이퍼링되도록, 스프링 연결 요소 상으로 축방향 인장 부하를 인가하는 단계, 및 구성요소 개구부로부터 스프링 연결 요소를 완전히 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 스프링 연결 요소를 위한 설치 공구를 개시하고, 그러한 스프링 연결 요소는 제1 및 제2 단부를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일, 와이어 코일의 제1 단부에 배열된, 와이어 코일의 원주를 지나서 반경방향으로 연장되는 나선형 칼라, 및 와이어 코일 내로 반경방향으로 돌출하는 와이어 코일의 제2 단부에 배열되는 중앙 견인 요소를 포함한다. 설치 공구는, 본 발명에 따라서, 이하의 특징을 포함한다: 스프링 연결 요소가 상부에 부착될 수 있거나 배치될 수 있는 설치 맨드릴, 스프링 연결 요소의 과다 연신이 방지되도록, 설치 맨드릴 보다 큰 외경을 가지는, 설치 맨드릴에 인접한 공구 자루, 그리고 축방향 압축력을 설치 맨드릴 상으로 인가할 수 있는 공구 헤드.
설치 공구에 의해서, 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내에 배치될 수 있다. 설치 맨드릴이 축방향 압축력을 구성요소 개구부 내의 스프링 연결 요소의 견인 요소 상으로 일단 인가하면, 견인 요소는 축방향으로 당김력을 생성하고, 그러한 당김력은 스프링 연결 요소를 구성요소 개구부 내로 당긴다. 동시에, 설치 맨드릴의 이러한 압축력은 스프링 연결 요소의 반경방향 테이퍼링을 생성하고, 그에 의해서 스프링 연결 요소의 설치가 지원된다. 스프링 연결 요소가 축방향으로 과다-연신되지 않게 하기 위해서, 설치 공구가 구성요소 개구부의 내경을 초과하는 자루 두께를 갖는다. 이하에서, 스프링 연결 요소가 기껏해야 설치 맨드릴의 길이를 가질 수 있을 것인데, 이는, 후속하여 설치 공구의 두꺼워진 샤프트가 구성요소와 접촉지지되기 때문이다. 스프링 연결 요소가 구성요소 개구부 내로 충분히 깊이 삽입된 후에, 설치 공구 및 특히 설치 맨드릴이 와이어 코일로부터 제거된다. 이러한 방식으로, 견인 요소가 해제되고 축방향으로 스프링 백(spring back)된다. 동시에, 스프링 연결 요소 및 보다 특히 와이어 코일이 반경방향으로 팽창하고, 그에 따라 와이어 코일의 개별적인 권선이 구성요소 벽 내로 파고 들어가고 걸린다.
본 발명의 설치 공구의 추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 활주 설치 슬리브가 공구 자루 상에 배열되고, 그에 의해서 나선형 칼라가 후방에서 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 그리고 설치 슬리브의 축방향 활주에 의해서, 연신 부하가 설치 슬리브와 설치 맨드릴 사이에서 스프링 연결 요소 상으로 인가될 수 있다. 이러한 맥락에서, 설치 슬리브가 나선형 칼라로부터 제거될 수 있도록, 설치 슬리브가 적어도 2개의 부분으로 이루어지는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 발명의 스프링 연결 요소의 바람직한 실시예의 사시도이다.
도 2는 발명의 스프링 연결 요소의 바람직한 실시예의 측면도이다.
도 3은, 나선형 칼라로부터 시작하는, 발명의 스프링 연결 요소의 바람직한 실시예의 축방향 도면이다.
도 4는 2개의 구성요소 내에 설치된 스프링 연결 요소의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 스프링 연결 요소의 와이어의 여러 가지 바람직한 횡단면 형상이다.
도 6은 스프링 연결 요소의 와이어의 바람직한 횡단면 형상이다.
도 7은 추가적으로 설명된 도 6의 횡단면 형상이다.
도 8은 곡률 반경을 설명하기 위한 스프링 연결 요소의 와이어의 바람직한 횡단면 형상의 단면의 확대도이다.
도 9는, 제1 및 제2 구성요소의 설치에 앞서서, 설치 공구와 함께 스프링 연결 요소의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 10은 구성요소의 바람직한 수용 돔 내의 설치 공구와 함께, 스프링 연결 요소의 설치를 도시한 측면 단면도이다.
도 11은 제2 구성요소의 수용 돔의 바람직한 실시예의 확대도이다.
도 12a 내지 도 12g는 바람직한 설치 슬리브를 가지는 설치 공구와 함께, 바람직한 스프링 연결 요소의 설치 방법의 상이한 시퀀스들을 도시한다.
도 13은 설치 방법의 바람직한 실시예의 흐름도이다.
도 14는 해체 방법의 바람직한 실시예의 흐름도이다.
스프링 연결 요소(1)가 주어진 횡단면 윤곽으로 와이어(10)로부터 권선된다. 스프링 연결 요소(1)는, 제1 단부에 위치되는 나선형 칼라(30) 및 제2 단부에 위치되는 중앙 견인 요소(40)를 가지는 나선형 스프링 형태의 와이어 코일(20)을 포함한다. 와이어 코일(20)은, 서로에 대해서 축방향으로 이격되고 불규칙적으로 성형된 복수의 권선(22)을 포함한다. 발명에 따라서, 와이어 코일(20)은 특정 외경(d1)을 바람직하게 갖는다. 권선(22)이 규칙적 또는 불규칙적으로 성형된다는 사실은, 바람직한 실시예에서 상이한 권선들(22, 23)이 상이한 외경(d1 및 d2)을 갖도록 유도한다(도 1 참조).
바람직한 나선형 칼라(30)는, 스프링 연결 요소(1)의 나머지와 동일한 와이어(10)로 이루어진다. 나선형 칼라(30)가 반경방향 평면 내에서 나선형으로 권선된다. 이하에서, 나선형 칼라(30)가 와이어 코일(20) 보다 큰 외경을 갖는다. 또한, 나선형 칼라(30)가 구성요소 개구부(52)의 내경을 초과하도록, 나선형 칼라(30)가 바람직하게 구성된다. 이러한 구성으로 인해서, 나선형 칼라(30)가, 구성요소 개구부(52) 내로 인입되지 않고, 구성요소(B1)에 의해서 지지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 나선형 칼라(30)가 와이어 코일(20)의 방향으로 원뿔형으로 테이퍼링되어(tapered) 형성된다. 나선형 칼라(30)의 원뿔형 형상은 구성요소(B1)의 상단 측면 상에서의 탄성적인 지지를 지원한다(도 4 참조). 보어(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 설치 중에, 나선형 칼라가 축방향으로 압축된다. 이러한 방식으로, 바람직하게 본 발명에 따라서, 나선형 칼라(30)는, 보어(52) 내의 그 설치 이후에, 축방향 당김력(pulling force) 또는 인장력을 와이어 코일(20) 상으로 인가한다. 이러한 당김력 또는 인장력은, 구성요소 벽 내의 와이어 코일(20)의 반경방향 외측 측면의 클램핑 또는 걸림(crawing)이 지원되도록 유도한다. 왜냐하면, 스프링 연결 요소(1)의 삽입 방향에 대항하여(against) 지향되는, 이러한 당김력 또는 인장력이 와이어 횡단면의 컷팅-연부 및 컷팅-연부 방향과 협력하기 때문이다(이하 참조).
도 3에서 확인될 수 있는 바와 같이, 중앙 견인 요소(40)는, 와이어 코일(20)의 내부 내로 반경방향으로 돌출하는 핀 또는 탱(tang)의 형태로 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 핀 또는 탱(40)은 설치 공구(60)의 설치 맨드릴(62)을 위한 지지 표면을 제공한다(이하 참조). 도시되지 않은 본 발명의 추가적인 실시예에 따라서, 설치 웨브가 중앙 견인 요소(40)로부터 와이어 코일(20)의 내부 내로 나선형 칼라(30)의 방향으로 연장한다. 이러한 설치 웨브는 축방향으로, 특히 견인 요소(40)의 방향으로, 수작업으로 또는 공구의 이용에 의해서 편향 가능하도록 나선형 칼라(30)를 지나서 돌출하는 것이 바람직하다. 이러한 설치 웨브는 구성요소(B2)의 보어(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 설치에 대해서 후술되는 설치 맨드릴(62)과 동일한 방식으로 기능한다. 바람직하게, 설치 웨브가 미리 결정된 파괴 지점에 의해서 중앙 견인 요소(40)로 연결된다. 보어(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 설치가 완료된 후에, 바람직하게 설치 웨브가 파괴 지점에서 중앙 견인 요소(40)로부터 분리된다.
나선형 스프링 형태의 와이어 코일(20)의 권선(22, 23)이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 규칙적으로 형성되고, 그에 따라 그러한 권선이 동일한 외경(미도시)을 갖는다. 추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 권선들이 불규칙적으로 형성된다(도 1 참조). 이러한 권선들은, 이미 설명한 바와 같이, 바람직하게 상이한 외경을 갖는다. 이러한 맥락에서, 발명에 따라서, 와이어 코일(20)의 원통형 형상을 가지는 한편, 와이어 코일(20)의 권선(22, 23)의 적어도 하나가 원통형 와이어 코일(20)의 외경을 지나서 연장되는 것이 바람직하다. 보어(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 최적의 파지(grip)을 보장하기 위해서, 원통형 와이어 코일(20)의 외경을 지나서 연장되는 적어도 하나의 권선(22, 23)이 와이어 코일(20)의 축방향 중심 부분 내에 배열된다. 이러한 맥락에서, 와이어 코일이 3개 내지 15개의 권선, 바람직하게 5개 내지 10 개의 권선을 포함하는 것이 또한 바람직하다. 그에 따라, 권선(22, 23)의 수가 구성요소(B1, B2) 내의 보어(52)의 깊이에 따라서 셋팅될 수 있다. 특히 원통형 와이어 코일의 외경을 지나서 연장되는 권선(23)이 구성요소(B2) 내의 스프링 연결 요소(1)의 클램프-핏 또는 걸림-핏을 지원함에 따라, 원통형 와이어 코일의 외경을 지나서 연장되는 복수의 이러한 권선(23)을 제공하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 코일(20)의 권선(22, 23)이 특정 피치(p)를 갖는다. 그러한 피치(p)는, 와이어 코일의 길이방향 축(L)을 중심으로 하는 360°의 회전 이후의, 와이어 코일(20)의 축방향 연장을 나타낸다. 바람직하게, 피치는 회전(U) 당 p ≥ 1.5이고, 여기에서 s는 와이어의 횡단면에 대한 와이어(10)의 축방향 두께를 나타낸다. 축방향 두께(s)가 도 6에 도시되어 있다. 스프링 연결 요소(1)의 축방향 경직성(stiffness) 즉, 인장 강도 및 비틀림 강성(torsional rigidity)을 적절하게 셋팅할 수 있게 하기 위해서, 와이어(10)의 축방향 두께(s)에 비교되는 회전(U)당 와이어 코일(20)의 피치(p)가 바람직하게 이하와 같이 셋팅된다: 1.25 s ≤ p ≤ 3.5 s. 이러한 맥락에서, 1.25 s ≤ p ≤ 2.7 s 에 따라서 피치를 셋팅하는 것이 더 바람직하고 2.0 s ≤ p ≤ 2.7 s에 따라서 피치를 셋팅하는 것이 보다 더 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 코일(20)의 상이한 하위-지역들(sub-area)이 상이한 피치들(p)을 갖는다. 예를 들어, 코일(22)은, 권선(23)의 피치(p23) 보다 작은 피치(p22)를 갖는다.
도 3은, 제2 구성요소(B2)의 구성요소 개구부(52) 내에 설치된 스프링 연결 요소(1)의 바람직한 실시예를 도시한다. 스프링 연결 요소(1)는 개구부(A1)를 가지는 제1 구성요소(B1)를 제2 구성요소(B2)로 연결한다. 나선형 칼라(30)가 제1 구성요소(B1)의 표면 상에 접촉지지되거나 놓이는 동안, 개별적인 권선(22, 23)이 제2 구성요소(B2)의 벽에 클램프되거나 그 벽 내에 걸린다. 그에 따라 생성된 구성요소 개구부(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 클램프-핏 또는 걸림-핏은, 스프링 연결 요소(1)와 구성요소(B1 및 B2) 사이의 조합된 폼 또는 형상결합(form or positive) 피팅 및 힘 또는 비-형상결합 피팅 연결을 나타낸다. 왜냐하면, 몇몇 권선(22, 23)의, 바람직하게 각각의 권선의 반경방향 외측 측면이 구성요소 벽 내로 파고 들기 때문이다. 이는, 반경방향 외측으로 지향된 고유의 스프링 장력의 스프링 연결 요소(1)에 의해서 가능해진다. 또한, 클램프-핏 또는 걸림-핏이 권선(22, 23)의 외경의 변경(variation)에 의해서 지지된다(전술한 내용 참조). 또한, 둘 초과의 구성요소(B1, B2)를 서로 연결하는 것이 바람직할 수 있다.
구성요소 개구부(52) 내의 스프링 연결 요소(1)의 최적의 안착(seat)이 바람직하게, 와이어(10)의 횡단면이 특별한 프로파일을 갖는다는 사실에 의해서 추가적으로 지원된다. 기본적으로, 와이어 코일(20)에 대한 반경방향 외측의 횡단면이 각도형(angular), 연부형(edged) 또는 예리한-연부형 형태를 갖는다는 점에서, 구성요소 벽 내의 개별적인 권선(22, 23)의 걸림이 촉진된다. 와이어(10)의 추가적으로 유리한 횡단면 형상이 도 5a 내지 도 5d에 도시되어 있다. 개별적인 횡단면적 윤곽을 특성화(characterizing)하기 위해서, 반경방향 폭(b) 및 축방향 두께(s) 각각이 주어진다. 도 5a는 타원형의 그리고 일 측면 상에서 두께 방향(s)으로 편평해진 횡단면을 도시한다. 이러한 경우에, 타원의 장축이 와이어 코일의 반경방향으로 배향된다. 물론, 타원의 장축을 축방향으로 배열하는 것 및/또는 타원의 하나의 또는 양 선단 부분을 편평하게 하거나 무디게 하는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게, 편평해진 측면이 나선형 칼라(30)의 방향으로 배열되도록, 와이어(10)의 이러한 횡단면이 삽입된다. 반경방향 내측으로 더 두꺼운 측면 및 유사하게 배열된 편평부를 가지는 타원형 횡단면이 또한 바람직하다. 도 5 b1)은, 와이어 코일(20)의 축방향으로 길게 형성된 횡단면 프로파일을 도시한다. 또한, 이러한 횡단면 프로파일은, 프로파일의 2개의 예리한 또는 예리한-연부의 반경방향 외향 대면 부분이 초래되도록, 오목한 외측 측면을 포함한다. 이러한 예리한-연부형 부분은, 각각의 형성된 권선이 구성요소 벽 내에 걸리는 것을 지원한다. 축방향으로 신장된 횡단면 윤곽의 다른 장점은, 와이어 코일(20)의 부가적인 축방향 강성으로 구성된다. 와이어(10)가 그러한 횡단면을 가지는 와이어 코일(20)은, 예를 들어 도 5a에 따른 와이어 횡단면을 가지는 와이어 코일(20) 보다 큰 스프링 상수를 갖는다. 와이어(10)의 다른 바람직한 횡단면 윤곽이 도 5 c1)에 도시되어 있다. 이러한 와이어 횡단면은 또한 축방향으로 연장되고, 그에 따라 도 5b에 도시된 횡단면과 유사한 특성을 갖는다. 구체적으로, 횡단면이 S-형상으로 형성된다. 와이어 횡단면의 다른 바람직한 실시예가 도 5 d1)에 도시되어 있다. 이러한 횡단면이 또한 와이어 코일(20)의 반경방향 보다 길이방향으로 더 길게 형성된다. 그에 따라, 그렇게 구성된 와이어(10)로 제조된 와이어 코일(20)이, 도 5 a1)에 따른 횡단면으로 권선된 와이어(10) 보다 더 큰 스프링 상수를 갖는다. 또한, 도 5 d1)에 따른 횡단면 윤곽은, 오목한 부분이 와이어 횡단면의 반경방향 내측 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다. 반경방향 외측 측면에서, 각도형 돌출부가 형성되고, 그러한 각도형 돌출부는 또한 바람직하게 반경방향 외측으로 지향된 예리한-연부형 또는 예리한 형상을 갖는다.
걸림-핏 및 그에 따른 스프링 연결 요소(1)의 신뢰 가능성이, 와이어(10)의 횡단면 형상에 의해서 더 바람직하게 지원된다. 그에 따라, 도 6 및 도 5 a1)은 와이어(10)의 바람직한 횡단면 형상을 나타낸다. 와이어(10)의 횡단면은 축방향 두께(s) 및 반경방향 폭(b)을 특징으로 한다. 횡단면은 특히, 와이어(10)의 길이방향 축에 수직으로 와이어(10)를 통한 컷팅이다. 와이어(10)의 횡단면이 축방향 두께(s) 및 반경방향 폭(b)의 특정 비율에 의해서 규정되는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 그에 따라, 와이어(10)의 횡단면이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 이하의 크기 비율을 갖는다: 1.25 ≤ b/s ≤ 3.5 그리고 보다 바람직하게 2 ≤ b/s ≤ 3. 주어진 크기 비율로부터, 예를 들어 와이어(10)의 반경방향 폭을 따른 신장된 측면 및 반경방향 내측 보다 반경방향 외측으로 더 테이퍼링되는 타원-형상의 횡단면이 스프링 연결 요소(1)의 기능성을 지원한다. 그에 따라, 도 5 b1), c1), d1)의 와이어 횡단면 프로파일을 길이방향 축(L)에 대해서 50°내지 130°, 바람직하게 75°내지 105°, 특히 90°의 각도 범위로 배열하는 것이 바람직하다. 이러한 배열체를 설명하기 위해서, 도 5 b2), c2), d2)는 스프링 연결 요소의 길이방향 축(L)에 대한 90°의 바람직한 각도로 도 5 b1), c1), d1)의 와이어 프로파일을 도시한다. 와이어 프로파일의 이러한 배열체는, 적어도 2개의 구성요소 내에 스프링 연결 요소를 설치한 후에, 반경방향 외측으로 배열된 연부 부분이 구성요소 벽에 걸리거나 고정되는 장점을 갖는다. 도 5a)의 실시예와 관련하여, 그들을 길이방향 축(L)에 대해서 50°내지 130°, 바람직하게 75°내지 105°, 특히 90°의 각도 범위로 배열하는 것이 또한 바람직하다. 다시 도 5 a2)는, 도 5 a1)의 프로파일이 시계방향으로 90°회전된 배열체를 도시한다. 전술한 바람직한 b/s 비율이 도 5 a1), b2), c2) 및 d2)에 따른 와이어 프로파일 배열체 또는 반경방향으로 길게 유사하게 형성된 프로파일을 지칭한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 와이어(10)의 횡단면의 반경방향 외측 측면이 와이어 코일(20)에 대한 특정 곡률 반경(r)을 갖는다는 것이 유리하고 바람직하다는 것을 발견하였다. 이러한 곡률 반경(r)이 도 8에 도시되어 있다. 바람직한 실시예에 따라서, 곡률 반경(r)이 와이어(10)의 횡단면의 축방향 두께(s) 보다 작다. 이러한 문맥에서, 곡률 반경이 이하의 범위인 것이 더 바람직하다: 0.05 s ≤ r ≤ 0.5 s. 곡률 반경(r)의 그러한 구성은 구성요소 벽 내의 스프링 연결 요소(1)의 폼-피팅 및 강제-피팅(force-fit) 안착을 지원한다.
본 발명의 추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 와이어 횡단면이 블레이드 또는 컷팅-연부 기하형태와 유사하도록, 와이어 횡단면이 반경방향 외측으로 테이퍼링된다. 도 5 a1) 및 5 b1), 5 c2) 및 5 d2)에서 바람직하게 실현되고 도 7에서 확대되어 도시된 바와 같이, 이러한 컷팅-연부 기하형태는, 스프링 연결 요소(1)의 반경방향 외측으로 지향된 힘으로 인해서, 구성요소(B2)의 구성요소 벽 내로 컷팅한다. 그에 따라, 구성요소(B1, B2) 내의 스프링 연결 요소(1)의 전술한 비-형상결합-피팅 및 형상결합-피팅 유지가 지원된다. 이러한 문맥에서, 컷팅-연부 기하형태가 구체적인 컷팅-연부 방향을 갖는 것이 바람직하다. 컷팅-연부 방향은 와이어(10)의 횡단면에 의해서 규정된다. 만약 와이어(10)의 횡단면의 반경방향 외측 지향 부분이 2개의 라인(g1 및 g2)에 의해서 수렴된다면, 라인들(g1 및 g2)이 특정 각도를 형성한다. 만약 와이어(10)의 횡단면이 곡선형 형상을 갖는다면, 횡단면의 곡선형 측면이, 선(g1)에 의해서 도 7에서 도시된 바와 같이, 반경방향 외측 지점 상의 접선(tangent)에 의해서 수렴된다. 만약 이제 직선들(g1 및 g2) 사이의 각도에 대한 각도 이등분선(w)이 형성된다면, 그러한 각도 이등분선(w)이 컷팅-연부 방향을 나타낸다.
스프링 연결 요소(1)의 길이방향 축(L)으로부터 시작하여 각도 이등분선(w)까지의 각도(γ)가 90°보다 클 때, 컷팅-연부 방향(W)이 발명에 따라서 유리하고 바람직하다. 보다 바람직하게, 각도가 95° < γ < 120°범위이다. 스프링 연결 요소(1)의 반경방향으로 작용하는 스프링 힘으로 인해서, 이러한 컷팅-연부 방향으로, 와이어(10)의 반경방향 외측 측면이 구성요소 벽에 대해서 조여진다(brace). 이러한 배향으로 인해서, 걸림 와이어 권선이 가능한 축방향 추출 힘에 대해서 칩-제거 블레이드와 유사하게 작용한다. 이러한 컷팅-연부 방향에서, 구성요소 벽 내의 스프링 연결 요소(1)의 걸림이 그에 따라 증가된다.
도 4, 도 9 및 도 10을 참조하여 확인될 수 있는 바와 같이, 스프링 연결 요소(1)가 보어 내로(도 4 참조) 또는 도 9 및 도 10에 따른 보어(52)를 가지는 체결 돔(50) 내로 삽입된다. 여기에서, 스프링 연결 요소(1)가 그 길이방향 축(L) 주위로 또는 360°미만(전술한 내용 참조)의 각도 범위 내에서만 피봇 또는 회전되지 않는다. 삽입을 돕기 위해서, 와이어 코일(20)이, 나선형 칼라(30)(도 1 및 도 2 참조)로부터 이격된 그 제2 단부에서 테이퍼링된다. 이러한 맥락에서, 보어(52)의 나머지에 비해서 구성요소(B2)의 보어(52)의 입구에서 보다 큰 개구부 직경을 제공하는 것이 또한 바람직하다. 이러한 것을, 보어(52)를 가지는 체결 돔(50)의 확대도를 도시한 도 11에서 특히 확인할 수 있다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 스프링 연결 요소(1)가 설치 공구(60)를 이용하여 보어(52) 내로 바람직하게 삽입된다. 설치 공구(60)는 설치 맨드릴(62)을 포함하고, 그러한 설치 맨드릴 상으로 스프링 연결 요소(1)가 플러그될(plugged) 수 있다. 또한, 설치 공구(60)는, 설치 맨드릴(62)에 인접하여 배치되는 공구 자루(shank)(64)를 포함한다. 이러한 공구 자루(64)는 설치 맨드릴(62) 보다 큰 외경을 갖는다. 설치 공구(60)의 이러한 기하형태적 구성으로 인해서, 스프링 연결 요소(1)가 설치 중에 축방향으로 과다-연신되지 않도록 보장된다. 또한, 설치 공구(60)가 공구 헤드(66)를 포함하고, 그러한 공구 헤드에 의해서 축방향 압축력이 설치 맨드릴(62) 상으로 인가될 수 있다.
설치 공구(60)의 바람직한 실시예에 따라서, 설치 슬리브(70)가 공구 자루(64) 상으로 부가적으로 제공된다. 이러한 설치 슬리브(70)가 축방향을 따라 활주식으로 공구 자루(64) 상에 배열된다. 이는, 설치하고자 하는 스프링 연결 요소의 나선형 칼라(30) 뒤에 결합될 수 있도록 성형된다. 만약 설치 맨드릴(62)이 중앙 견인 요소(40)에서 지지되고 설치 슬리브(70)가, 공구 헤드(66)의 방향으로, 뒤쪽으로부터 결합되는, 나선형 칼라(30)와 함께 이동된다면, 그에 의해서 스프링 연결 요소(1)가 축방향으로 연신된다. 스프링 연결 요소(1)의 축방향 연신은, 동시에, 스프링 연결 요소(1)가 반경방향으로 테이퍼링되게 유도한다. 이러한 방식으로, 스프링 연결 요소를 보어(52) 내로 삽입하는 것이 촉진된다. 이러한 조건이 도 12b에 도시되어 있다. 동일한 방식으로, 설치 슬리브(70)가 없는 설치 공구(60)를 이용하는 것이 물론 또한 바람직하다.
이하에서, 스프링 연결 요소(1)의 설치가 도 12a 내지 도 12g 및 도 13의 흐름도를 참조하여 설명될 것이다. 첫 번째로, 단계(S1)에서, 스프링 연결 요소(1)가 설치 맨드릴(62) 상으로 플러그된다. 추가적인 선택적 단계(S2)에서, 설치 슬리브(70)가 스프링 연결 요소(1)를 축방향으로 연신시키기 위해서 그리고 스프링 연결 요소를 반경방향으로 테이퍼링시키기 위해서 이용된다. 이러한 목적을 위해서, 구체적으로 나선형 칼라(30)의 뒤에 결합하고 다시 해제하기 위해서, 설치 슬리브(70)가 바람직하게 몇 개의 부분으로 구성된다. 바람직한 실시예에 따라서, 설치 슬리브(70)가 길이방향으로 2개의 슬리브 절반체(72, 74)(도 12a 참조)로 분리된다. 도시되지 않은 설치 슬리브의 추가적인 바람직한 실시예에 따라서, 나선형 칼라(30)에 인접한 슬리브 베이스(76)가 개방 가능하게 그리고 폐쇄 가능하게 제공된다. 그에 의해서, 나선형 칼라(30)가 구체적으로 잡히고(caught) 해제된다.
스프링 연결 요소(1)가 설치 맨드릴(62) 상에서 연신되어 배열된 후에, 스프링 연결 요소가 단계(S3)에서 구성요소(B1, B2)의 정렬된 중첩 보어들 내로 삽입된다. 설치 슬리브(70)가 이용되지 않는 경우에, 스프링 연결 요소(1)가 구성요소(B1, B2)의 보어들 내로 동일한 방식으로 삽입될 수 있다. 스프링 연결 요소(1)의 축방향 연신 및 그에 따른 반경방향 테이퍼링을 달성하기 위해서, 나선형 칼라(30)가 구성요소 상단 상에서 지지될 때까지, 설치 맨드릴(62)이 스프링 연결 요소(1)를 보어(52) 내로 삽입한다. 만약 이제 설치 맨드릴(62)이 보어(52) 내로 더 삽입된다면, 스프링 연결 요소(1)의 축방향 연신 및 반경방향 테이퍼링이 발생된다(도 12c 내지 도 12d 참조).
전술한 설명으로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 스프링 연결 요소(1)가 실질적으로 회전 없이 보어(52) 내에 설치된다.
단계(S4)에서, 스프링 연결 요소(1)가 해제되고, 그에 따라 와이어 코일(20)의 반경방향 외측 측면이 구성요소 벽 내로 걸린다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 설치 슬리브(70)가 나선형 칼라(30)를 해제한다는 점에서(도 12e 참조), 스프링 연결 요소(1)의 해제가 발생된다. 그에 의해서, 설치 맨드릴(62)이 여전히 축방향으로 연신되고 스프링 연결 요소(1)를 유지함에 따라, 나선형 칼라(30)가 홀(52)을 향해서 스프링 작용을 한다(spring). 그 후에, 설치 맨드릴(62)이 보어(52)로부터 제거되고, 그에 따라 스프링 연결 요소가 걸림-핏으로 이동된다. 만약 설치 슬리브(70)가 이용되지 않는다면, 설치 맨드릴(62)이 스프링 연결 요소(1)로부터 단순히 제거된다.
이러한 방식으로, 스프링 연결 요소(1)가 보어(52) 내에 완전히 설치되고, 그에 의해서 부분들(B1 및 B2)이 서로 신뢰 가능하게 연결된다. 선택적인 단계(S5)에서, 슬리브 절반체들(72, 74)이 다시 폐쇄되고, 그에 따라 설치 슬리브(70)가 공구 자루(64)에 접촉지지된다.
설치 맨드릴(62)이 이용된 것과 동일한 방식으로, 견인 요소(40) 상으로 압축력을 인가하기 위해서, 다른 바람직한 실시예에 따라서 설치 웨브(전술한 내용 참조, 미도시)가 또한 그에 따라 이용된다. 스프링 연결 요소가 보어(52) 내에 일단 완전히 설치되면, 설치 웨브가 바람직한 파괴 지점에 의해서 와이어 코일의 내부로부터 제거될 수 있다.
본 발명은 또한 구성요소 개구부(52) 내에 설치된 스프링 연결 요소(1)를 해체하는 방법을 포함한다. 이러한 해체 방법은 도 14의 흐름도에 의해서 설명된다. 스프링 연결 요소(1)를 보어(52)로부터 제거하기 위해서, 제1 단계(SI)에서, 스프링 연결 요소(1)의 나선형 칼라(30)가 파지된다. 후속하여, 축방향 인장 부하가 단계(SII)에서 스프링 연결 요소(1) 상으로 인가된다. 이러한 축방향 인장 부하를 기초로, 스프링 연결 요소(1)가 축방향으로 연신되고 그리고 동시에 테이퍼링된다. 이는, 구성요소 벽 내의 스프링 연결 요소(1)의 걸림-핏의 느슨해짐을 이미 유도한다. 마지막으로, 스프링 연결 요소(1)가 구성요소 개구부(52)로부터 완전히 제거된다(단계(SIII)). 바람직하게, 발명에 따라서, 해체 방법이 집게를 이용하여 수작업으로 또는 각각의 제거 장치에 의해서 자동적으로 실시된다.
B1, B2 구성요소
s 축방향 두께
b 반경방향 폭
r 곡률 반경
p 피치
U 회전
L 길이방향 축
d1, d2 외경
1 스프링 연결 요소
10 와이어
20 와이어 코일
22, 23 권선
30 나선형 칼라
40 견인 요소
50 체결 돔
52 구성요소 개구부, 보어
60 설치 공구
62 설치 맨드릴
64 설치 샤프트
66 공구 헤드
70 설치 슬리브
72, 74 슬리브 절반체
76 슬리브 베이스

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  1. 도면에 도시된 바와 같은 장치.
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