KR20200063218A

KR20200063218A - 체결 방법

Info

Publication number: KR20200063218A
Application number: KR1020207012942A
Authority: KR
Inventors: 지몬 슈타헬; 우베 폽프
Original assignee: 힐티 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2020-06-04
Also published as: ES2902053T3; AU2018349116A1; JP7030966B2; EP3694673A1; JP2020536742A; CN111182993A; RU2770164C2; RU2020115552A3; KR102559737B1; EP3694673B1; MX2020003904A; TW201922401A; SG11202002398VA; US20200306857A1; EP3466589A1; CN111182993B; RU2020115552A; WO2019072629A1; TWI793172B; BR112020005511A2

Abstract

본 발명은, 표면층을 구비하는 기판에 볼트를 체결하기 위한 방법에 관한 것으로, 리세스가 상기 기판 내에 형성되고, 상기 볼트는 상기 리세스 내에서 상기 기판에 연결되며, 그리고 상기 리세스는 상기 볼트 주위에서 커버되는 것인, 체결 방법에 관한 것이다.

Description

체결 방법

본 발명은 일반적으로, 볼트를 기판에 체결하는 장치 및 방법, 그리고 상기 볼트에 관한 것이다.

상이한 볼트들을 다양한 적용 예들에서 기판에 체결하는 다수의 장치 및 방법이 알려져 있다. 예컨대, 볼트가 기판에 접촉되고 전류를 공급받는다. 볼트와 기판 사이에 전류가 흐르면, 볼트는 아크의 형성하면서 기판으로부터 들어 올려진다. 방출되는 에너지는, 볼트와 기판의 재료가 부분적으로 액화되도록 야기한다. 그 후, 전류가 차단되며 그리고 볼트는 액화된 재료 내로 잠입되는 한편, 상기 재료는 냉각 및 응고된다. 이 경우, 볼트는 기판과 재료 결합 방식으로 연결된다.

볼트 및 기판의 재료의 액화를 위해 필요한 에너지를 충분히 짧은 시간 내에 제공하기 위해, 매우 높은 전류 세기를 갖는 전류를 생성하며 그리고 이를 볼트에 공급하기 위해 대응하는 정격 전기 케이블을 사용하는, 장치가 공지되어 있다. 액화된 재료의 산화를 피하기 위해, 볼트와 기판 사이의 접촉점을 불활성 가스로 정화하는 것이 알려져 있다.

건설 또는 조선과 같은 응용 분야에서는, 나사산을 가진 다양한 크기의 볼트가 사용되며, 물체를 기판에 체결하기 위해 물체가 상기 나사산에 조여진다. 예컨대, 전류의 지속 시간 및 전력과 같은, 체결 방법의 몇몇 파라미터는, 사용자에 의해 장치에 설정되며 그리고 사용되는 볼트에 따라 조정되어야 한다. 끝으로, 사용자는, 육안 검사를 통해 볼트와 기판 사이의 연결의 품질을 평가한다. 따라서, 연결 품질은 사용자의 경험과 능력에 따라서도 달라진다.

기판이, 예컨대 페인트 마감층, 부식 방지층 또는 오염층과 같은, 표면층을 구비하는 경우, 이러한 표면층은 통상 볼트를 체결하기 이전에 넓은 영역에 걸쳐 연마된다. 볼트가 체결된 이후에, 연마된 영역이 세정되고 및/또는 이러한 영역에 새로운 페인트층 또는 부식 방지층이 제공되며, 이는 시간을 소모한다.

본 발명의 과제는, 기판에 대한 볼트의 체결이 단순화되고 및/또는 개선되도록 하는, 장치 및/또는 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제는, 표면층을 구비하는 기판에 볼트를 체결하는 방법으로서, 하나의 단부 페이스에 볼트 직경을 갖는 볼트, 및 내경과 외경을 갖는 환형 커버 요소가 제공되고, 표면 직경을 갖는 한정된 표면 구역에서 표면층을 제거함으로써, 기판에 리세스가 형성되며, 상기 표면 직경은, 상기 볼트 직경보다 크고 상기 외경보다 작으며, 상기 단부 페이스 및/또는 상기 기판이 상기 리세스 내에서 액화되며 그리고 응고되고, 상기 단부 페이스는 응고 도중에 상기 리세스 내에서 상기 기판과 접촉되며, 그리고 상기 리세스는 상기 볼트 주위에서 상기 커버 요소에 의해 커버되는 것인, 체결 방법에 의해 해결된다. 바람직하게, 상기 표면층은 상기 한정된 표면 구역에서 기계 가공에 의해 제거된다. 기판이 표면층이 제거된 개소에서 커버되기 때문에, 표면층의 보수가, 상황에 따라 필요하지 않거나 또는 적어도 단순화된다.

바람직한 실시예에서, 상기 단부 페이스 및/또는 상기 커버 요소 및/또는 상기 한정된 표면 구역은, 원형인 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 리세스는, 막힌 구멍인 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 바람직하게, 상기 리세스는, 휴대용 드릴링 도구에 의해 드릴링되는 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 리세스는 중심설정 윤곽을 갖고, 단부 페이스는 반대 윤곽을 가지며, 상기 중심설정 윤곽과 상기 반대 윤곽은, 볼트가 리세스 내의 소정 위치에 배치될 때, 서로 맞물리는 것을 특징으로 한다. 중심설정 윤곽은 바람직하게 볼록하며 그리고 반대 윤곽은 오목하다. 중심설정 윤곽이 오목하며 그리고 반대 윤곽이 볼록한 것 또한 바람직하다. 특히 바람직하게, 반대 윤곽은, 전체 단부 페이스를 포함한다.

다른 바람직한 실시예에서, 커버 요소는, 밀봉 링 내경 및 밀봉 링 외경을 갖는, 밀봉 링을 포함하고, 상기 밀봉 링 내경은 볼트 직경보다 작거나 그와 동등하고, 상기 밀봉 링 외경은 상기 표면 직경보다 더 큰 것을 특징으로 한다. 상기 밀봉 링은, 상기 한정된 표면 구역의 외부에서 볼트에 대해 반경 방향으로 그리고 기판에 대해 축 방향으로 밀봉하며, 그 결과 볼트와 기판 사이의 접합부가, 주변에 대해 완전히 밀봉된다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 커버 요소는, 볼트가 기판에 체결된 이후에, 볼트에 체결되는 것을 특징으로 한다. 커버 요소는 바람직하게, 볼트 상에 나사체결되거나 또는 끼워진다. 대안적인 실시예에서, 상기 커버 요소는, 볼트가 기판에 체결되기 이전에, 볼트 상에 사전 조립되는 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 볼트 또는 기판의 재료의 액화 및/또는 응고 도중에, 상기 커버 요소 또한, 부분적으로 또는 완전히 액화되며, 그리고 볼트 및/또는 기판과 재료 결합 방식 연결을 형성하는 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 커버 요소는, 볼트가 기판에 체결된 이후에, 변형되는 것을 특징으로 한다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 커버 요소는, 볼트가 기판에 체결된 이후에, 그의 위치가 볼트 상에서 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 예시적인 실시예들이, 이하에서 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 용접 장치를 개략적으로 도시하고,
도 2는 체결 장치를 단면도로 도시하며,
도 3은 다른 체결 장치를 단면도로 도시하고,
도 4는 용접 볼트를 길이 방향 단면도로 도시하며,
도 5는 다른 용접 볼트를 길이 방향 단면도로 도시하며, 그리고
도 6은 다른 용접 볼트를 길이 방향 단면도로 도시한다.

도 1에, 용접 볼트(20)를 기판(30)에 용접하기 위한 용접 장치(10)가 개략적으로 도시된다. 용접 볼트(20)의 재료 및 기판(30)의 재료는, 전기 전도성, 특히 금속성이다. 용접 장치(10)는, 버튼 스위치로서 설계되는 격발 스위치(41)를 갖는 용접 건(40), 용접기(50), 제1 전기 케이블(61), 접속 단자(63)를 갖는 제2 전기 케이블(62), 예컨대 전원 케이블로서 설계되는 전기 공급 케이블(64), 전기 통신 라인(65), 가스통으로서 설계되는 가스 용기(70), 튜브형 가스 공급 라인(71), 및 가스 튜브(72)를 포함한다.

제1 케이블(61)은, 용접기(50)에 의해 용접 볼트(20)에 전류를 공급하는 역할을 한다. 제2 케이블(62)은, 접속 단자(63)가 기판(30)에 클램핑될 때, 기판(30)을 용접기(50)에 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 용접 볼트(20)가 기판(30)과 접촉하면, 회로가 폐쇄되므로, 용접기(50)에 의해 예컨대 직류 또는 교류 형태의, 용접 전류가, 용접 볼트(20)에 인가될 수 있다. 이를 위해, 용접 건(40)은, 도 1에 도시되지 않은, 용접 전류 접촉 요소를 포함한다. 용접기(50)는, 공급 케이블(64)로부터의 전류를 용접 전류로 변환하기 위한, 예컨대, 소정 전압과 전류 세기의 용접 전류를 제공하기 위한, 전기 커패시터, 사이리스터(thyristor), 절연 게이트 전극 또는 다른 전력 전자 구성 요소를 갖는 바이폴라 트랜지스터, 및 마이크로 프로세서를 갖는 관련 제어 유닛을 포함하는, 장치(도시되지 않음)를 포함한다.

가스 공급 라인(71) 및 가스 튜브(72)는, 용접 프로세스 도중에 주변 영역으로부터 산소에 의한 산화로부터 접촉 영역을 보호하기 위해, 용접 볼트(20)와 기판(30) 사이의 접촉 영역에 가스 용기(70)로부터의 불활성 가스를 공급하는 역할을 한다. 접촉 영역으로의 가스 흐름을 제어하기 위해, 가스 용기(70), 가스 공급 라인(71), 용접기(50), 가스 튜브(72) 또는 용접 건(40)은, 도시되지 않은 밸브를, 특히 제어 가능한 밸브를, 포함한다.

용접기(50)는, 작동 요소(52)를 갖는 입력 장치(51), 및 시각적 디스플레이 요소(54)와 무선 전송 유닛을 갖는 출력 장치(53)를 포함한다. 입력 장치(51)는, 용접 장치(10)의 사용자에 의해, 용접 장치(10)에 의해 실행될 용접 프로세스의 파라미터, 예컨대 용접 전류의 전압, 전류 세기, 전력 및 지속 시간, 볼트의 위치 및 속도 등을 입력하기 위해 사용된다. 출력 장치(53)는, 예컨대 용접 프로세스의 파라미터에 관한 정보, 용접 프로세스의 검출된 방출 또는 다른 변수에 관한 정보, 용접 프로세스의 품질에 관한 정보, 용접 프로세스를 개선하기 위한 조치에 관한 정보, 용접 볼트의 검출된 특성들에 관한 정보 또는 상기 변수들로부터 도출된 정보, 및/또는, 용접 장치(10)의, 특히 용접 건(40)의, 세정 및/또는 유지 관리를 위한 권고 사항 또는 지시와 같은 정보를 사용자에게 출력하기 위해 사용된다.

통신 라인(65)은, 용접 건(40)과, 특히 도 1에 도시되지 않은 용접 건(40)의 제어 장치와, 용접기(50), 특히 제어 유닛 및/또는 입력 장치(51) 및/또는 출력 장치(53), 사이의 통신을 위해 사용된다. 상기 통신은, 예컨대 용접 볼트(20)의 이동과 용접 전류의 동기화를 달성하거나 또는 용이하게 하기 위해, 용접 프로세스의 파라미터들에 관한 정보의 교환을 가능하게 한다. 도시되지 않은 실시예에서, 용접 건과 용접기 사이의 통신은, 무선으로 또는 용접 전류를 전달하는 제1 전기 케이블에 의해 이루어진다.

용접 건(40)은, 구멍(46)을 갖는 하우징(42)을 포함하며, 상기 하우징(42)으로부터 격발 스위치(41)를 갖는 손잡이(43)가, 돌출한다. 용접 건(40)은 또한, 볼트 홀더(44)를 포함하고, 용접 볼트(20)는, 용접 프로세스 도중에 상기 볼트 홀더 상에 유지된다. 이를 위해, 볼트 홀더는, 예컨대, 상세하게 도시되지 않은, 2개, 3개, 4개 이상의 탄성 아암을 포함하고, 상기 아암들 사이에, 용접 볼트(20)가 삽입되며 그리고 압착 끼워맞춤에 의해 유지된다. 용접 건(40)은 또한, 용접 볼트(20)에 용접 전류를 인가하기 위한, 용접 전류 접촉 요소를 포함하며, 이 용접 전류 접촉 요소는, 볼트 홀더(44) 내에, 예컨대 하나 이상의 탄성 아암의 형태로, 통합된다.

용접 건(40)은 또한, 용접 건 및 용접기(50)의 다양한 구성요소들 및 장치들을 제어하기 위한, 제어 장치(99)를 포함한다. 제어 장치(99)는, 용접 프로세스의 하나 이상의 파라미터를 제어하도록 제공된다. 이를 위해, 제어 장치(99)는, 예컨대 하나 이상의 마이크로 프로세서, 하나 이상의 일시적 또는 영구적 데이터 메모리 등과 같은, 다양한 전자 부품들을 포함한다.

용접 건(40)은 또한, 볼트 리프팅 장치가 활성화될 때, 볼트 홀더(44) 상에 구멍(46)으로부터 멀어지게 후방으로 (도 1에서 위로) 힘을 가하는, 제1 리프팅 자석으로 형성되는, 볼트 리프팅 장치를 포함한다. 제어 장치(99)는, 볼트 리프팅 장치를 제어하기 위해, 특히 활성화 및 비활성화시키기 위해, 도시되지 않은 신호 라인을 통해, 볼트 리프팅 장치와 통신한다.

용접 건(40)은 또한, 볼트 잠입 장치가 활성화될 때, 볼트 홀더(44) 상에 전방으로 (도 1에서 아래로) 구멍(46)을 향해 힘을 가하는, 스프링 요소로서 또는 제2 리프팅 자석으로서 구성되는, 볼트 잠입 장치를 포함한다. 제어 장치(99)는, 볼트 잠입 장치를 제어하기 위해, 특히 활성화 및 비활성화시키기 위해, 도시되지 않은 신호 라인을 통해, 볼트 잠입 장치와 통신한다. 볼트 잠입 장치가 스프링 요소로서 구성되는 경우, 볼트 홀더가 볼트 리프팅 장치에 의해 후방으로 이동되면, 이러한 스프링 요소는 바람직하게 압축되며, 그리고 볼트 리프팅 장치가 비활성화되자마자 이러한 스프링 요소는 볼트 홀더를 전방으로 이동시킨다.

용접 장치(10)에 의한 용접 프로세스에서, 먼저 기판(30) 및 볼트(20)가 제공된다. 추가 단계에서, 예컨대 후속 용접 프로세스의 소정 파라미터에 관한 정보가, 사용자에 의해 입력 장치를 통해 입력된다. 추가 단계에서, 용접 전류가, 용접 볼트(20)와 기판(30) 사이에서 용접기(50)로부터 제1 케이블(61) 및 제2 케이블(62)에 의해 용접 볼트(20)에 인가된다. 추가 단계에서, 용접 볼트(20)와 기판(30) 사이에 아크가 형성되도록, 용접 볼트(20)와 기판(30) 사이에 흐르는 용접 전류를 유지하는 가운데, 용접 볼트(20)가 볼트 리프팅 장치에 의해 기판으로부터 들어 올려진다. 특히 아크에 의해 발생되는 열로 인해, 용접 볼트(20) 및/또는 기판(30)의 재료가, 부분적으로 액화된다. 추가 단계에서, 용접 볼트(20)는, 볼트 잠입 장치에 의해 용접 볼트(20) 또는 기판(30)의 액화된 재료 내로 잠입된다. 그 후에, 용접 볼트(20) 또는 기판(30)의 액화된 재료는 응고되어, 용접 볼트(20)가 기판(30)과 재료 결합 방식으로 연결되도록 한다.

도 2는 용접 프로세스 도중의 용접 볼트(120) 및 기판(130)을 구비하는 체결 장치를 도시한다. 기판(130)은, 예컨대, 특히 부식에 대한, 보호층, 산화물층, 특히 금속 산화물층, 또는 오염층을 포함하는, 표면층(140)을 갖는다. 용접 볼트(120)의 단부 페이스(121)에서, 용접 볼트는, 예컨대 8mm의 볼트 직경(122)을 갖고, 단부 페이스(121)는 볼록하며, 그리고 편평한 원추형 표면의 형태 및/또는 원형 단면 영역을 갖는다. 표면 직경(132)을 갖는 한정된 원형 표면 구역(131) 내에, 기판(130)은, 막힌 구멍 깊이(134)를 갖는 막힌 구멍 형태의 리세스(133)를 구비한다. 표면 직경(132)은, 예컨대 20mm이며 그리고 볼트 직경(122)보다 더 크다.

리세스(133)는, 그의 반경 방향 외측의 에지 영역에서, 표면층(140)의 두께와 동일한 일정한 깊이를 갖는다. 반경 방향 내측의 중앙 영역에서, 리세스(133)는, 오목한 형태이며 그리고 마찬가지로 오목한 중심설정 윤곽(135)을 갖는다. 용접 볼트(120)의 원추형 단부 페이스(121)의 팁은, 볼록한 반대 윤곽(125)을 형성하고, 그 결과 중심설정 윤곽(135)과 반대 윤곽(125)은, 용접 볼트(120)가 리세스(133) 내의 소정 위치에 배치될 때, 서로 맞물린다. 도시되지 않은 예시적인 실시예에서, 중심설정 윤곽은 볼록하며 그리고 반대 윤곽은 오목하다. 리세스(133)의 오목한 형태는, 리세스(133)를 향해 용접 볼트를 밀어 넣는 것에 의해 소정 용접 지점을 찾는 것을 용이하게 한다.

리세스(133)를 형성하기 위해, 표면층(140)은, 드릴링 도구를 사용하는 드릴링에 의해 기계 가공됨으로써, 한정된 표면 구역(131) 내에서 제거되었다. 드릴링 도구는 바람직하게, 원주 방향 단차를 갖는 단차 드릴이며, 단차 드릴의 드릴 팁으로부터의 축방향 거리는, 소정 막힌 구멍 깊이(134)와 동일하다.

용접 볼트(120)는, 용접 볼트(120)가 기판(130)에 체결된 이후에 커버 요소(도시되지 않음)가 용접 볼트(120)에 체결될 때, 커버 요소를 기판(130)에 대해 지지하는, 원주 방향 함몰부의 형태의 지지 수단(150)을 구비한다. 커버 요소는, 예컨대, 도 4 내지 도 6에 도시된 커버 요소들 중 하나로 구성되며 그리고, 용접 볼트(120)와 기판(130) 사이의 접합부 그리고 용접 볼트(120) 주위의 리세스(133)가 커버 요소에 의해 완전히 커버되도록, 표면 직경(132)보다 더 큰, 예컨대 30mm의 외경을 갖는다. 커버 요소는, 용접 볼트(120) 상에 나사 체결된다.

도 3은 용접 프로세스 도중의 다른 예시적인 실시예에 따른 용접 볼트(220) 및 기판(230)을 구비하는 체결 장치를 도시한다. 기판(230)은, 예컨대, 특히 부식에 대한, 보호층, 산화물층, 특히 금속 산화물층, 또는 오염층을 포함하는, 표면층(240)을 갖는다. 용접 볼트(220)의 단부 페이스(221)에서, 용접 볼트는, 예컨대 6mm의 볼트 직경(222)을 가지며, 단부 페이스(221)는, 편평하며 그리고 원형 단면 영역을 갖는다. 표면 직경(232)을 갖는 한정된 원형 표면 구역(231) 내에, 기판(230)은, 막힌 구멍 깊이(234)를 갖는 막힌 구멍 형태의 리세스(233)를 구비한다. 표면 직경(232)은, 예컨대 18mm이며 그리고 볼트 직경(222)보다 크다.

리세스(233)는, 그의 반경 방향 외측의 에지 영역에서, 표면층(240)의 두께와 동일한 일정한 깊이를 갖는다. 반경 방향 내측의 중앙 영역에서, 리세스(233)는, 오목한 형태이며 그리고 오목한 중심설정 윤곽(235)을 갖고, 그의 직경은 볼트 직경(222)과 실질적으로 동일한 크기이며, 그 결과 중심설정 윤곽(235)과 단부 페이스(221)는, 용접 볼트(220)가 리세스(233) 내의 소정 위치에 배치될 때, 서로 맞물린다. 따라서, 리세스(233)를 향해 용접 볼트를 밀어 넣는 것에 의해 소정 용접 지점을 찾는 것이 용이해진다.

용접 볼트(220)는, 용접 볼트(220)가 기판(230)에 체결된 이후에 커버 요소(도시되지 않음)가 용접 볼트(120)에 체결될 때, 커버 요소를 기판(230)에 대해 지지하는, 원주 방향 함몰부의 형태의 지지 수단(250)을 구비한다. 커버 요소는, 용접 볼트(220)와 기판(230) 사이의 접합부 그리고 용접 볼트(220) 주위의 리세스(233)가 커버 요소에 의해 완전히 커버되도록, 표면 직경(232)보다 더 큰, 예컨대 25mm의 외경을 갖는다. 커버 요소는, 용접 볼트(220) 상에 끼워진다.

도 4는 커버 요소(300)를 구비하는 용접 볼트(320)를 길이 방향 단면도로 도시한다. 용접 볼트(320)는, 편평한 원추형 표면의 형태이며 그리고 원형 단면 영역을 갖는, 오목한 단부 페이스(321)를 구비한다. 또한, 용접 볼트는, 부착 요소를 용접 볼트(320)에 부착하기 위한, 나사산 직경을 갖는 수나사의 형태의 부착 수단(390)을 구비한다. 또한, 용접 볼트(320)는, 용접 볼트(320)가 기판에 체결될 때 커버 요소(300)를 도시되지 않은 기판에 대해 지지하는, 원주 방향 함몰부의 형태의 지지 수단(350)을 구비한다.

커버 요소(300)는, 밀봉 링 내경(361) 및 밀봉 링 외경을 갖는 원형 밀봉 링(360)을 포함하며, 그리고 마찬가지로 원형 링 형상의 커버 디스크(370)를 포함한다. 밀봉 링 내경(361)은, 밀봉 링(360)이 부착 수단(390)을 넘어 이동될 수 있도록 하기 위해, 부착 수단(390)의 나사산 직경보다 더 크다. 커버 요소(300), 특히 커버 디스크(370)는, 커버 요소(300)를 기판에 대해 지지하기 위해 용접 볼트(320)의 지지 수단(350)과 맞물리는, 대응 지지 수단(380)을 구비한다. 대응 지지 수단(380)은, 원주를 따라 배치되며 그리고 커버 디스크(370)로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는, 하나 이상의 돌출부를 구비한다.

커버 요소(300)는, 밀봉 링(360)이 밀봉 링 내경(361)에 의해 용접 볼트(320)에 지탱하는 방식으로, 용접 볼트(320)가 기판에 체결되기 이전에 미리 용접 볼트(320) 상에 사전 조립된다. 도시되지 않은 예시적인 실시예에서, 커버 요소는, 체결 이전에 용접 볼트에 사전 조립되지만, 체결 이후에, 예컨대 체결 방향으로 변위됨에 의해, 그의 최종 위치에 놓이게 된다. 용접 볼트(320)를 기판에 체결한 이후에, 밀봉 링(360)은, 용접 볼트(320)에 대해 반경 방향으로 그리고 기판에 대해 축 방향으로 밀봉하며, 그 결과 용접 볼트(320)와 기판 사이의 접합부가, 주변에 대해 완전히 밀봉된다.

기판에 대한 개선된 축 방향 밀봉을 위해, 밀봉 링(360)은, 볼트가 기판에 체결될 때 변형되는, 2개의 원주방향 축방향 돌출부(362)를 구비한다. 추가로 또는 대안으로서, 밀봉 링(360)의 재료는, 용접 볼트(320) 또는 기판의 재료의 액화 및/또는 응고 도중에, 부분적으로 또는 완전히 액화되고, 응고 시, 용접 볼트(320) 및/또는 커버 디스크(370) 및/또는 기판과 재료 결합 방식 연결을 형성한다.

도 5는 커버 요소(400)를 구비하는 용접 볼트(420)를 길이 방향 단면도로 도시한다. 용접 볼트(420)는, 편평한 원추형 표면의 형태이며 그리고 원형 단면을 갖는 오목한 단부 페이스(421)를 구비한다. 또한, 용접 볼트는, 부착 요소를 용접 볼트(420)에 연결하기 위한, 나사산 직경을 갖는 수나사의 형태의 부착 수단(490)을 구비한다. 또한, 용접 볼트(420)는, 용접 볼트(420)가 기판에 체결될 때 커버 요소(400)를 도시되지 않은 기판에 대해 지지하는, 원주 방향 함몰부의 형태의 지지 수단(450)을 구비한다.

커버 요소(400)는, 밀봉 링 내경(461) 및 밀봉 링 외경을 갖는 원형 밀봉 링(460)을 포함하며, 그리고 커버 디스크(470)를 포함한다. 커버 요소(400), 특히 커버 디스크(470)는, 커버 요소(400)로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 원주 방향 돌출부의 형태를 취하며 그리고 커버 요소(400)를 기판에 대해 지지하기 위해 용접 볼트(420)의 지지 수단(450)과 맞물리는, 대응 지지 수단(480)을 구비한다.

커버 요소(400)는, 밀봉 링(460)이 밀봉 링 내경(461)에 의해 용접 볼트(420)에 지탱하는 방식으로, 용접 볼트(420)가 기판에 체결되기 이전에 미리 용접 볼트(420) 상에 사전 조립된다. 용접 볼트(420)를 기판에 체결한 이후에, 밀봉 링(460)은, 용접 볼트(420)에 대해 반경 방향으로 그리고 기판에 대해 축 방향으로 밀봉하며, 그 결과 용접 볼트(420)와 기판 사이의 접합부가, 주변에 대해 완전히 밀봉된다.

기판에 대한 개선된 축 방향 밀봉을 위해, 밀봉 링(460)은, 볼트가 기판에 체결될 때 변형되는, 2개의 원주방향 축방향 돌출부(462)를 구비한다. 추가로 또는 대안으로서, 밀봉 링(460)의 재료는, 용접 볼트(420) 또는 기판의 재료의 액화 및/또는 응고 도중에, 부분적으로 또는 완전히 액화되고, 응고 시, 용접 볼트(420) 및/또는 커버 디스크(470) 및/또는 기판과 재료 결합 방식 연결을 형성한다.

도 6은 커버 요소(500)를 구비하는 용접 볼트(520)를 길이 방향 단면도로 도시한다. 용접 볼트(520)는, 원형 단면 영역을 갖는 편평한 단부 페이스(521)를 구비한다. 또한, 용접 볼트는, 부착 요소를 용접 볼트(520)에 연결하기 위한, 나사산 직경을 갖는 수나사의 형태의 부착 수단(590)을 구비한다. 또한, 용접 볼트(520)는, 용접 볼트(520)가 기판에 체결될 때 커버 요소(500)를 도시되지 않은 기판에 대해 지지하는, 원주 방향 함몰부우ㅏ 형태의 지지 수단(550)을 구비한다. 커버 요소(500)는, 원형 밀봉 링(560) 및 마찬가지로 원형 링 형상인 커버 디스크(570)를 포함한다.

커버 요소(500)는, 용접 볼트(520)가 기판에 체결되기 이전에, 도 6의 좌측에 도시된 위치에서, 미리 용접 볼트(520) 상에 사전 조립된다. 체결 이후에, 커버 요소(500)는, 예컨대 체결 방향으로 접힘에 의해 또는 다른 방식으로 변형됨에 의해, 도 6의 우측에 도시된 최종 위치에 놓이게 된다. 변형은, 예컨대, 사용자에 의해, 특히 공구의 도움으로, 또는 특히 열 변형의 결과로서 체결 프로세스 도중에 미리, 또는 이를 위해 용접 건 상에 제공되는 장치에 의해, 달성된다.

실시예들 중의 하나 이상에서, 밀봉 링은, 탄성중합체로 제조되고, 더불어 커버 디스크는, 금속 또는 세라믹으로 제조된다.

본 발명은, 제1 물체를 제2 물체에 체결하기 위한 장치 및 그러한 장치의 제조 방법의 실시예를 기초로 하여 설명되었다. 설명된 실시예들의 특징들은, 단일 체결 장치 또는 단일 제조 방법 내에서 임의로 서로 조합될 수 있다. 본 발명에 따른, 장치 및 본 발명에 따른 방법은, 다른 목적에도 적합하다.

Claims

표면층을 구비하는 기판에 볼트를 체결하기 위한 방법으로서,
a) 하나의 단부 페이스에 볼트 직경을 갖는 볼트를 제공하는 단계,
b) 내경과 외경을 갖는 환형 커버 요소를 제공하는 단계,
c) 표면 직경을 갖는 한정된 표면 구역에서 표면층을 제거함으로써, 특히 기계 가공함으로써, 기판에 리세스가 형성하는 단계로서, 상기 표면 직경은 상기 볼트 직경보다 크며 그리고 상기 외경보다 작은 것인, 기판에 리세스가 형성하는 단계,
d) 상기 리세스 내에서 상기 기판 및/또는 상기 단부 페이스를 액화시키는 단계,
e) 상기 리세스 내에서 상기 기판 및/또는 상기 단부 페이스를 응고시키는 단계,
f) 응고 도중에 상기 리세스 내에서 상기 기판과 상기 단부 페이스를 접촉시키는 단계, 그리고
g) 상기 커버 요소에 의해 상기 볼트 주위에서 상기 리세스를 커버하는 단계
를 포함하는 것인, 체결 방법.
제1항에 있어서,
상기 단부 페이스 및/또는 상기 커버 요소 및/또는 상기 한정된 표면 구역은, 원형인 것인, 체결 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 리세스는, 막힌 구멍인 것인, 체결 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리세스는, 드릴링 도구에 의해 드릴링되는 것인, 체결 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리세스는 중심설정 윤곽을 가지며 그리고 상기 단부 페이스는 반대 윤곽을 갖고, 상기 중심설정 윤곽과 상기 반대 윤곽은, 상기 볼트가 상기 리세스 내의 소정 위치에 배치될 때, 서로 맞물리는 것인, 체결 방법.
제5항에 있어서,
상기 중심설정 윤곽은 볼록하며 그리고 상기 반대 윤곽은 오목한 것인, 체결 방법.
제5항에 있어서,
상기 중심설정 윤곽은 오목하며 그리고 상기 반대 윤곽은 볼록한 것인, 체결 방법.
제6항에 있어서,
상기 반대 윤곽은, 전체 단부 페이스를 포함하는 것인, 체결 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버 요소는, 밀봉 링 내경 및 밀봉 링 외경을 갖는, 밀봉 링을 포함하고, 상기 밀봉 링 내경은 상기 볼트 직경보다 작거나 그와 동등하고, 상기 밀봉 링 외경은 상기 표면 직경보다 큰 것인, 체결 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버 요소는, 단계 d), e) 및 f)가 수행된 이후에, 상기 볼트에 체결되는 것인, 체결 방법.
제10항에 있어서,
상기 커버 요소는, 상기 볼트 상에 나사 체결되거나 또는 끼워지는 것인, 체결 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버 요소는, 단계 d), e) 및 f)가 수행되기 이전에, 상기 볼트에 사전 조립되는 것인, 체결 방법.
제12항에 있어서,
상기 커버 요소는, 단계 d), e) 및/또는 f) 도중에, 부분적으로 또는 완전히 액화되며, 그리고 상기 볼트 및/또는 상기 기판과 재료 결합 방식 연결을 형성하는 것인, 체결 방법.
제12항에 있어서,
상기 커버 요소는, 단계 d), e) 및 f)가 수행된 이후에, 변형되는 것인, 체결 방법.
제12항에 있어서,
상기 커버 요소는, 단계 d), e) 및 f)가 수행된 이후에, 그의 위치가 상기 볼트 상에서 변경되는 것인, 체결 방법.