KR101221622B1 - 판금 부재와 회전체 사이의 마찰-용접 연결 구조체 - Google Patents

Abstract

판금 부재(sheet metal element)(3)와 판금 부재(3)에 삽입되는 회전체(1) 사이의 마찰-용접 연결이 제공된다. 판금 부재(3)는 돌출하는 원형의 환형벽(5)을 압력면으로서 구비하고, 상기 압력면은 대항-압력면을 구비한 회전체(1)와 맞물리도록 형성된다. 적어도 하나의 압력면은 회전체(1)의 삽입에 의하여 환형벽(5)에 증가하는 압력이 걸리도록 하는 원추도(conicity)를 가지며, 회전체(1)의 회전의 결과로 회전체(1)와 환형벽(5) 사이에 마찰-용접 연결부가 형성된다.

마찰-용접 연결, 판금 부재, 회전체, 환형벽, 원추형.

Description

판금 부재와 회전체 사이의 마찰-용접 연결 구조체{FRICTION-WELDED CONNECTION STRUCTURE BETWEEN A SHEET METAL ELEMENT AND A ROTATION BODY}

본 발명은 판금 부재와 그에 삽입된 회전체(1) 사이의 마찰-용접 연결 구조체에 관한 것이다.

그러한 마찰-용접 연결은 테크니크 베를린(Technik Berlin)사가 1991년에 발간한 쇼버 노이만(Schober Neumann) 저 "금속의 마찰-용접(Reibschweissen von Metallen)" 서적의 제67쪽에 제시되어 있다. 이는 천공된 판금 부재와 회전되는 스터드 사이의 마찰-용접 연결에 관한 것으로서, 판금 부재의 구멍은 원추형이거나 원통형이고 판금 부재의 구멍 내로 돌출하는 스터드의 단부는 마찬가지로 원추형의 형상으로 되어 있다. 스터드의 연관되는 단부와 판금 부재의 구멍은 모두 원추형 디자인으로 할 수 있고, 두 부재에 있어서 원추각(cone angle)은 동일하다. 이러한 설계의 단점은 판금 부재의 두께에 대응하는 접합 구역이 비교적 작다는 것이다.

또한, DE 199 27 369 A1 문헌과 US-PS 4,850,772 문헌은 편평하고 천공되지 않은 판금 부재와 스터드 사이의 마찰-용접 연결을 제시하는데, 상기 마찰-용접 연결은 스터드의 단부면을 포함하고, 적절한 경우에 상기 단부면은 스터드의 직경보다 반경방향으로 더 넓다.

제조를 위하여, 편평하고 천공되지 않은 부재를 포함하는 마찰-용접 연결 구조체는 연관된 스터드가 회전하는 동안 스터드가 상당한 압력으로 판금 부재에 가하여질 것을 요구하는데, 이를 위해서는 판금 부재가 휘어서 변형되지 않도록 판금 부재로부터의 상응하는 저항력이 필요하다. 이러한 효과는, 앞서 언급한, 원추형 단부를 구비한 스터드와 천공된 판금 부재 사이의 마찰 용접 연결에서는 덜하긴 해도, 특히 박판금의 경우에, 스터드가 판금 부재에 가하여지는 동안 스터드에 대한 충분한 저항력을 발생시키는 것을 어렵게 하고 이러한 충분한 저항력은 박판금에 의해서는 제공될 수가 없다. 따라서, 이러한 마찰-용접 연결 구조체의 제조는 스터드로부터 먼쪽을 향하는 측면에서 판금을 지지하기 위하여 대항-지지체의 사용을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 전술한 곤란성에도 불구하고 판금 부재 상에 마찰-용접 연결 구조체를 제조하는 유리한 방법이 유리하게 실현될 수 있게 하는 것이다. 본 발명의 목적은, 판금 부재가, 돌출하는 원형의 환형벽을 압력면으로서 구비하고, 상기 압력면은 대항-압력면(counter-pressure face)을 구비한 회전체에 맞물리게 되어 있고, 적어도 하나의 압력면은, 회전체의 삽입에 의하여 증가하는 압력이 환형벽에 걸리도록 하는 원추 형상을 가지며, 회전체의 회전의 결과로서 회전체와 환형벽 사이에 마찰-용접 연결이 형성된다.

예를 들어 펀칭이나 스탬핑에 의하여, 판금 부재로부터 돌출된 원형 환형벽은, 필요한 열을 발생시키기 위하여 회전체의 의해서 가하여지는 압력을 견디기 위한 (편평한 판금과 비교하여) 상당히 증대된 안정성을 마찰-용접 연결될 구역의 판금 부재에 제공하며, 이는 마찰-용접 연결될 구역의 판금 부재를 지지하기 위한 대항-지지체를 여러 측면에서 필요가 없게 한다. 결과적으로, 환형벽을 구비한 판금 부재는, 대략 0.6 mm의 비교적 얇은 두께의 박판금의 경우에도, 대항-지지체의 지지 없이 마찰-용접 연결부를 형성하기 위한 회전체의 압력에 직접 노출될 수 있다. 이는, 특히 차체와 같이 큰 판금 부재의 자동화된 생산의 경우에 매우 중요한데, 그 이유는 상기 생산 시에 회전체 도입 공구에서 먼 쪽을 향하는 측면은 종종 대항-지지체를 설치하기 위하여 접근하기가 어렵기 때문이다. 이러한 문제점은, 필요한 마찰-용접 연결의 구성요소로서 판금 부재로부터 형성된 환형벽을 사용함으로써 해결되는데, 판금 부재와 회전체 사이의 마찰-용접 연결 구조체의 본 발명에 따른 이러한 설계는 대항-지지체의 필요를 없애주기 때문이다.

마찰-용접 연결의 제조를 위하여, 상기 압력면 또는 대항-압력면 중 어느 하나만을 원추 형태로 할 수 있다. 그러나, 대안적으로는, 두 개의 압력면 모두를 원추 형태로 할 수 있다. 어떤 경우에도, 마찰-용접 연결 구조체를 형성하는 두 개의 부재 중 적어도 하나의 원추 형태에 의하여, 예를 들어 5° 내지 15° 사이로 특정할 수도 있는 것처럼 원추의 각도를 작게 할수록, 판금 부재로의 그리고 판금 부재의 구멍으로의 회전체의 도입이 발생시키는 상당한 반경방향 압축력은 더 커지게 된다. 마찰-용접 연결 구조체를 형성하는 두 개의 부재 중 적어도 하나를 원추 형태로 하여 판금 부재로부터 돌출되는 환형벽을 사용하는 것은, 판금 부재의 구멍 내로 회전체를 삽입할 때에, 판금 부재가 용납될 수 없을 정도로 굽힘(bowing)에 노출되지 않고도, 특히 높은 반경방향 힘과 그에 상응하는 반경방향 압력이 얻어짐을 의미한다.

환형벽의 설계에 관해서는, 한편으로는, 환형벽이 판금 부재 내의 리세스의 형태로 제조되거나 환형벽이 노즐로 형성될 수 있고, 상기 리세스나 노즐은 회전체의 삽입 방향이나 삽입 방향의 반대 반향으로 형성될 수 있다. 이를 위하여, 적절한 펀칭 공구나 스탬핑 공구가 필요하며 상기 공구들은 공지된 방식으로 딥-드로잉(deep-drawing) 공정을 통하여 리세스를 형성하거나 펀칭 또는 스탬핑 공정을 통하여 노즐을 제조한다. 그런 다음 리세스 및 노즐 모두는 원추 형태로 될 수 있고, 특히, 각각의 환형벽의 원추각(cone angle)이 회전체에 맞게 조정될 수 있다. 또한, 판금 부재의 구멍으로의 회전체의 도입을 용이하게 하기 위하여 회전체의 원추는 진입 경사면(entry bevel)을 구비할 수 있다.

리세스가 내부 및 외부 환형벽을 구비한 S자형 단면을 가지고 원형으로 뻗으며 내부 및 외부 환형벽이 모두 원추형으로 형성된다면 리세스의 특히 유리한 디자인을 얻을 수 있다. 환형벽의 이러한 설계에 상응하게 형성된 회전체를 제공하기 위하여, 회전체는 판금 부재를 향하는 전방측에 원형으로 연장되는 그루브를 구비하며 상기 그루브의 벽은 상기 내부 및 외부 환형벽에 맞도록 형성된다.

마찰-용접 연결을 개선하기 위하여, 회전체는 반경방향 외향으로 대체로 편평한 단부면을 구비할 수 있고, 상기 단부면은 노즐의 전방 단부와 함께 원추 상의 마찰-용접 연결 구조체에 포함된다. 이런 경우에, 마찰-용접 연결은 노즐의 영역에 집중될 뿐만 아니라 노즐의 전방 단부에도 형성된다.

마찰-용접 연결에 특별한 수준의 누설 방지를 추가적으로 제공하기 위하여, 회전체의 반경방향 외향으로 연장되는 상기 단부면은 유리하게는, 회전체와 환형벽 옆의 판금 부재 사이에 밀봉을 제공하기 위한 접착제 코팅을 구비할 수 있으며, 상기 밀봉은 마찰-용접 연결 구역으로 습기의 침투를 방지하여 마찰-용접 연결 구역을 부식으로부터 보호한다.

회전체가 천공 첨단부(drilling tip)와 그에 연결되는 확장용 원추부를 구비한다면, 노즐을 형성하기 위한 유리한 제조법이 얻어질 수 있으며, 이렇게 형성된 노즐은 노즐에 인접한 회전체의 마찰 표면과 마찰-용접 연결부를 형성한다. 이러한 경우에, 확장용 원추부를 구비한 천공 첨단부가 판금 부재에 가하여지고, 판금 부재에 구멍이 뚫어지며, 상기 구멍은 이어서 상기 확장용 원추부에 의하여 확장되며, 그에 따라서, 나중에 마찰-용접 연결 구조체를 형성하기 위한 환형벽의 압력면을 형성하는 원추형 노즐이 만들어진다.

회전체가 판금 부재의 대항-압력면에 맞물림에 따라서, 특히 판금 부재가 코팅된 판금, 특히 페인트가 코팅된 판금으로 이루어졌다면, 바람직하지 않게도 벗겨진 재료가 쌓일 수 있다. 그러한 벗겨진 재료는 마찰-용접 작용을 방해할 수 있다. 이를 확실히 방지하기 위해서, 회전체의 대항-압력면은 대체로 축방향으로 연장되는 그루브들에 의하여 단절되게 형성될 수 있다. 상기 그루브들은 페인트나 산화층들을 벗겨내서 벗겨진 재료 및/또는 먼지 입자들을 수용한다. 그루브들 내에 수집된 재료들의 제거를 확실히 하기 위해서, 그루브들은 축방향으로 각도를 이루도록 연장될 수 있으며, 이에 의하여 상응하는 재료 입자들이 그루브들의 경사에 따라서 판금 부재를 향하여 또는 판금 부재로부터 멀어지도록 운반될 수 있다.

마찰-용접 작동 중에 마찰로 벗겨진 먼지 입자들의 제거를 용이하게 하기 위하여, 그루브들 옆의 대항-압력면에 비드(bead)들이 마련될 수 있다. 상기 비드들은 마찬가지로 마찰-용접 작동 중에 발생한 먼지 입자들이 신속하게 제거될 수 있게 해준다.

마찰-용접체는 대항-압력면과는 별개로 다양하게 설계될 수 있다. 특히, 회전체는 스템의 단부에 배치될 수 있다. 그러나, 다르게는, 회전체는 슬리브의 외부 벽에 의하여 형성되도록 설계될 수 있다. 예를 들어 상기 슬리브 내의 구멍은 나사를 수용하는 역할을 할 수 있다.

회전체와 판금 부재 사이의 접합점이 땜납을 구비하게 함으로써 회전체와 판금 부재를 접합시키는 전술한 원리를 또한 유리하게 적용할 수 있다. 이러한 설계에서, 땜납은 비교적 낮은 온도에서 녹아서 두 개의 부재, 즉 회전체의 대항-압력면과 판금 부재를 함께 접합시키며, 용접 작업은 땜납의 재료에 국한되기는 하지만 원칙적으로 이는 마찬가지로 마찰-용접 연결의 일 형태를 이룬다.

이하의 도면들은 예시적인 실시예들을 제시한다:

도 1은 원통형 리세스를 구비한 판금 부재를 원추형 회전체와 함께 도시한다.

도 2는 원추형 리세스를 구비한 판금 부재를 원통형 회전체와 함께 도시한다.

도 3은 원추형 리세스를 구비한 판금 부재를 원추형 회전체와 함께 도시한 다.

도 4는 리세스의 원추형 환형벽의 원형 형태를 나타내기 위하여 도 3의 판금 부재를 회전체 없이 도시한다.

도 5는 원추형 회전체의 삽입 방향에 반대 방향으로 형성된 원추형 리세스를 도시한다.

도 6은 원추형 노즐을 구비한 판금 부재와 원추형 회전체에 있어서, 노즐이 회전체의 삽입 방향으로 판금 부재로부터 돌출되어 있는 것을 도시한다.

도 7은 원추형 회전체의 삽입 방향과 반대 방향으로 연장된 노즐을 구비한 판금 부재를 도시한다.

도 8은 회전체의 삽입 반대 방향으로 수직으로 뻗은 노즐을 구비한 판금 부재에 있어서, 상기 노즐에 상응하여 원형으로 뻗은 원추형 그루브를 구비한 회전체가 제공된 것을 도시한다.

도 9 및 10은 진입 경사면을 구비한 회전체들을 도시한다.

도 11은 S자형 리세스를 구비한 판금 부재와 그에 상응하게 설계된 회전체를 도시한다.

도 12는 회전체의 삽입 반대 방향으로 뻗은 노즐을 구비한 판금 부재와 노즐의 전방 단부 위로 뻗은 마찰-용접 연결부를 도시한다.

도 13은 리세스를 구비한 판금 부재와 자기 접착층을 가지는 반경방향 외향으로 뻗은 단부면을 구비하여 판금 부재에 삽입되어 있는 회전체를 도시한다.

도 14 및 15는 회전체의 삽입 방향으로 노즐을 제조하기 위하여 확장용 원추부가 연결된 천공 첨단부를 사용하는 것을 도시한다.

도 16은 축방향 그루브들을 구비한 회전체의 대항-압력면을 도시한다.

도 17은 도 16에 따른 설계의 상면을 도시한다.

도 18은 비스듬하게 뻗은 그루브들을 구비한 회전체의 대항-압력면을 도시한다.

도 19는 대항-압력면의 그루브들과 그에 인접한 비드들을 구비하는 회전체의 상면을 도시한다.

도 20은 슬리브 형태의 회전체를 도시한다.

도 1에 제시된 마찰-용접 연결 구조체는 원추형 대항-압력면(2)을 구비한 회전체(1)로 구성되어 있고, 상기 대항-압력면(2)은 리세스(4)를 구비한 판금 부재(3)로 눌러졌으며, 대항-압력면(2)은 원형의, 대체로 원통형인 환형벽(5)에 대하여 가압된다. 대항-압력면(2)의 원추 형태로 인하여, 대항-압력면(2)을 가진 회전체(1)를 삽입할 때에, 리세스(4)의 압력면(6)에는 높은 압력이 작용하고, 회전체(1)의 적절히 빠른 회전이 제공되면, 압력면(6)의 표면이 연화되어 최종적으로 짙은 구역(7)에 의하여 표시되는 마찰-용접 연결부가 만들어진다. 이렇게 마찰-용접 연결부(7)가 만들어지는 경우에 대항-압력면(6)으로부터 발생하는 반경방향 압력이 본질적으로 압력면(6) 상에 존재한다는 점에서, 그리고 판금 부재(3) 내의 리세스에 의하여 판금 부재(3)에 제공되는 안정성으로 인하여, 회전체(1)에 의하여 높은 압력이 판금 부재(3)에 작용함에도, 이러한 마찰-용접 연결부(7)를 만들기 위하여 대항-지지체의 사용에 의존할 필요가 없게 된다. 이러한 방식으로, 회전체(1)는 마찰-용접 연결에 의하여 판금 부재에 확고하고 영구적으로 고정되고, 그에 따라 회전체(1)는 알려진 바와 같이, 예를 들어 차량 보디 패널에 아크 용접된 용접 스터드를 사용함으로써 어떠한 추가적인 부재를 부착하는 데에 이용될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 것과 반대의 설계를 도시한다. 도 2에서 회전체(1)는, 리세스(4)의 원추형의 원형 환형벽(9)을 가압하는, 더욱 정확하게는 압력면(10)에 대하여 가압하는 대체로 원통형의 대항-압력면(8)을 구비하고, 이를 위하여 상기 압력면(10)은 원추형으로 되어 있고 그에 따라 얻어지는 마찰-용접 연결부는 다시 짙은 구역(11)으로 표시된다. 발생하는 반경방향 힘은 도 1에 따른 설계에서 발생하는 반경방향 힘과 실질적으로 동일하다.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 설계의 변형예를 제시하며, 회전체(1)의 대항-압력면과 리세스(4)의 압력면(10)이 모두 원추 형상으로 되어 있다. 이러한 설계에서, 회전체(1)가 리세스(4) 내로 가압되기 시작하는 순간부터, 회전체(1)의 대항-압력면(2)은 원추형 환형벽(9)의 압력면(10)에 맞게 적응되며, 그 결과 회전체(1)를 리세스(4) 내로 도입하자마자 압력면(2)과 대항-압력면(10)의 전체 길이에 걸쳐서 강한 마찰이 즉시 생성된다. 그 결과 얻어지는 마찰-용접 연결부가 압력면(9)과 대항-압력면(10) 사이 영역의 짙은 구역(12)으로 표시된다.

도 4는 환형벽(9)의 원형 설계를 도시하며, 특히 환형벽의 원형을 나타내고 있다.

도 5에 따른 설계는 회전체의 삽입 방향과 반대 방향으로 뻗는 리세스를 구 비한 판금 부재(3)를 포함하며, 이 경우 리세스(13)는 외측에서 회전체(1)에 의하여 둘러싸여진다. 이를 위하여, 리세스(13)의 원추형의 환형벽(14)이 회전체(1)의 내부 원추(15)와 대향하고, 회전체(1)의 대항-압력면(16)은 마찬가지로 원추형인 환형벽(14)을 둘러싼다. 이 설계에서 압력면(15)을 구비한 환형벽(14)과 원추형으로 형성된 대항-압력면(16) 모두가 서로에 대하여 가압되므로, 긴 길이에 걸쳐서 상응하는 압력이 발생되고 그에 따라서 접촉 표면에 가열이 생기며, 상기 가열은 짙은 구역으로 표시되는 마찰-용접 연결부(17)를 생성한다.

도 5에 도시된 것과 유사한 설계가 도 6에 도시되는데, 판금 부재(3)에 원추형의 환형벽(19)을 구비한 노즐(18)이 형성되고, 원추형 대항-압력면(20)을 구비한 회전체(1)가 환형벽(19)으로 가압되며, 마찰-용접 연결부가 도 6의 짙은 구역(21)에 의하여 표시된다.

도 7은 회전체(1)의 삽입 방향과 반대 방향으로 뻗은 노즐을 구비한 판금 부재(3)를 나타내며, 환형벽(23)은 전진하는 회전체(1)를 향하여 판금 부재(3)로부터 대략 직각으로 뻗어 있고, 상기 회전체(1)는 그 원추형 대항-압력면(24)과 함께 환형벽(23)에 상당한 반경방향 압력을 가하며, 그에 따라서 궁극적으로 짙은 구역으로 표시되는 마찰-용접 연결부(25)를 발생시킨다.

도 8은 마찰-용접 연결의 설계의 일 변형예를 도시하며, 판금 부재(3)로부터 멀어지도록 대략 직각으로 뻗은 환형벽(26)을 구비한 노즐(27)이 제공된다. 상기 환형벽(26)은 회전체의 삽입 방향과 반대 방향으로 노즐(27)을 형성하며, 환형벽(26)은 회전체(1)의 상응하는 그루브(28)에 침입하고, 상기 그루브(28)의 원추 형상으로 인하여 환형벽(26)은 압축되어 회전체(1)가 회전할 때에 필요한 열을 발생시킨다. 이러한 설계에서, 짙은 구역(29)은 마찰-용접 연결부의 형성을 나타내며, 이 경우 원형 마찰-용접 연결부의 두 쪽을 가리킨다.

도 9 및 10은 각각 진입 경사면(30)을 구비한 두 개의 회전체를 도시한다. 도 9에 따른 설계는, 예를 들어 도 3의 리세스(4)나 도 7의 환형벽(23) 내로 가압될 수 있는 돌출부(31)를 포함한다. 마찬가지로 도 10에 도시된 설계는 도 5와 관련하여 이미 설명된 것과 같은 환형벽으로 가압될 수 있다. 도 9 및 10에 도시된 두 실시예에 있어서, 진입 경사면(30)은 각각의 회전체가 상응하는 짝 부재 내에 삽입될 때에 적절한 안내가 이루어지도록 해준다.

도 8에 도시된 것과 유사한 설계가 도 11에 제시되는데, 단지 리세스(4)가 S자 형태로 내부 환형벽(32)과 외부 환형벽(33)으로 전이되고, 이는 도 8에 도시된 설계의 접촉면과 유사한 접촉면을 회전체(1)에 제공하고, 그에 따라서 내부 및 외부 환형벽(32/33)은 원형 그루브(28)의 벽에 의하여 둘러싸이고, 그 결과 짙은 색으로 표시된 마찰-용접 연결부(34, 35)가 생성된다.

도 12에 따르면, 회전체(1)의 단부면(36)이, 노즐로부터 나오는 환형벽(37)의 단부면을 마찰-용접 연결부 내에 포함시키는 데에 사용된다. 즉, 회전체(1)를 환형벽(37) 내의 구역으로 삽입할 때에 단부면(36)도 상기 환형벽의 단부면에 대향하도록 다가오게 되고 그에 따라서 자동으로 상기 단부면을 마찰-용접 연결부에 포함시킬 수 있다. 여기서도 마찰-용접 연결부는 도 12의 짙은 구역(36)으로 표시된다.

도 13에 따르면, 반경방향 외측으로 향하는 회전체(1)의 편평한 단부면은, 접착제 코팅(39)을 구비한다면, 짙은 구역(40)으로 표시되는 마찰-용접 연결부(38)가 특히 누설이 되지 않게 하는 데에도 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 단부면(36)은 접착제 코팅(39)을 구비하고, 접착제 코팅(39)은 마찰-용접 연결부(38)가 형성되면, 판금 부재(3)를 향해서 가압되어서 그 지점에서 마찰-용접 연결부(38) 주위의 누설 방지 밀봉부를 제공한다.

도 14 및 15는 노즐의 형성과 그에 후속하는 마찰-용접 연결부(44)의 형성을 나타내는데, 회전체(1)는 천공 첨단부(41)를 구비하고 확장용 원추부(42)를 또한 구비한다. 천공 첨단부(41)는 처음에는 판금 부재(3)에 구멍을 내고, 결국에는 확장용 원추부가 구멍을 원하는 직경으로 확장하며(도 15 참조), 환형벽(43)은 자동적으로 판금 부재(3)의 노즐(45)을 만들며, 이는 말하자면 일석이조의 효과인 셈이다. 즉, 한편으로는 판금 부재(3)에 필요한 구멍을 형성하면서, 또한 환형벽(43)을 구비한 노즐(45)을 만들어내며, 환형벽(43)의 내부에는 짙은 구역(44)으로 표시되는 마찰-용접 연결부가 생성된다.

도 16은 기본적으로는 도 1의 회전체의 설계와 동일한 회전체(1)를 나타낸다. 그러나, 도 16에서는, 대항-압력면(2)이 축방향으로 연장되는 그루브(50)들을 구비하며, 이러한 그루브(50)들 중 하나만이 도 16에 도시되어 있다. 도 17에 나타낸 바와 같은 대항-압력면(2)을 바라본 회전체(1)의 축방향 상면도는 네 개의 축방향 그루브(50)를 도시하며, 이 그루브(50)들은 회전체(1)의 회전 시에 페인트나 산화 층이 벗겨지거나 침식된 재료들이 그 내부에 모일 수 있게 한다.

도 18은 전술한 그루브들의 설계의 변형예를 도시한다. 이 경우, 회전체(1)의 대항-압력면(2)의 구역에는 비스듬하게 연장되는 그루브(51)들이 구비된다. 비스듬한 방향 때문에 그루브 내에 모인 먼지 입자들에 외측으로 향하는 충격(impulse)이 가하여지고, 회전 방향에 따라서 먼지 입자들은 회전체의 바닥면(52)을 향하여 또는 플랜지(53)를 향하여 이동하게 된다.

도 17과 유사하게, 도 19는 회전체(1)의 축방향 상면을 도시하며, 여기서 대항-압력면(2)은 그루브(50)들 뿐만 아니라, 각각의 그루브(50) 옆에 두 개의 인접한 비드(54)를 구비하며, 비드(54)는 그루브(50)들의 연마 작용을 보다 강화한다.

도 20은 전술한 설계들과 비교하여 변형된 회전체의 설계를 도시한다. 이 경우, 회전체는 슬리브(55)의 형태를 가지며 그 외부 표면에 원추형 대항-압력면(56)을 구비한다. 마찰-용접 연결이 발생하는 경우, 판금 부재(3)와 슬리브(55) 사이의 연결부는, 이미 전술한 도면들에서 도시된 바와 같이, 짙은 선(58)으로 표시된다. 슬리브(55)는 예를 들어 나사를 수용하는 역할을 하는 구멍(57)을 추가로 구비한다.

Claims (27)

1. 판금 부재와 그에 삽입된 회전체(1) 사이의 마찰 용접 연결에 의해 서로 용접되며,

   상기 판금 부재(3)는 돌출하는 원형의 환형벽(43)을 압력면으로서 구비하고, 상기 회전체(1)는 대항-압력면으로서 압박될 수 있는 확장용 원추부(42)를 포함하며,

   적어도 하나의 압력면은 회전체(1)의 삽입에 의하여 환형벽(43)에 증가하는 압력이 걸리도록 하는 원추 형상으로 확장되며, 상기 회전체(1)의 회전의 결과로 상기 회전체(1)와 상기 환형벽 사이에 마찰-용접 연결부(44)가 형성되며,

   상기 환형벽(43)은 상기 회전체(1)가 삽입된 방향으로 상기 판금 부재(3)로부터 돌출하는 노즐(45)에 의해 형성되는 마찰-용접 연결 구조체에 있어서,

   상기 회전체(1)는 상기 노즐(45)을 형성하기 위하여, 인접하는 확장용 원추부(42)를 갖는 천공 첨단부(41)를 구비하고, 이와 같이 형성된 노즐(45)은 노즐(45)에 인접한 회전체(1)의 마찰 표면과 마찰-용접 연결부(44)를 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰-용접 연결 구조체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전체의 원추부는 편평한 단부면(36)을 향하여 반경방향 외측으로 전이되는 것을 특징으로 하는 마찰-용접 연결 구조체.
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