KR20060051487A

KR20060051487A - 체결 공구용 접합 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060051487A
Application number: KR1020050087755A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 드라흐트; 한스 요르크 랑
Original assignee: 뵐호프 베르빈둥스테크니크 게엠베하
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2006-05-19
Also published as: DE102005031917A1; US20090077786A1; EP1640081B2; US20070124911A1; CA2688948A1; DE502005000144D1; JP2006088225A; US7475473B2; US20060065699A1; US7721405B2; US7370399B2; JP3955074B2; CA2516137C; ATE342781T1; EP1640081A1; CA2516137A1; KR100794637B1; EP1640081B1; CA2688948C

Abstract

본 발명은 체결 공구(fastening tool)를 이용해 적어도 두 개의 플레이트형 가공편(workpiece)을 접합하는 방법 및 체결 공구를 구동하는 장치에 관한 것이다. 체결 공구는 펀치력을 작용하여 접합 작업을 수행하는 펀치(punch), 및 접합 영역에서 가공편 상에 클램핑력을 작용하는 클램프(clamp)를 포함한다. 접합 작업 중에, 펀치는 높은 펀치력을 작용하여 접합 작업을 수행하며, 클램프는 실질적으로 클램핑력을 작용하지 않아서 접합 영역에서 소재가 자유 변형하도록 한다. 접합 작업 후에는, 펀치 및 클램프 모두는 동시에 큰 힘을 작용하여 가공편의 소재 변형을 감소시키고, 접합 영역에서 가공편이 압축되도록 한다.

본 발명은 자기-압입 리벳(self-piercing rivet)을 세팅하는 리벳 공구에서 사용되는 것이 바람직하며, 대안적으로 클린칭(clinching) 공구에서 사용될 수도 있다.

체결 공구, 접합, 펀치, 클램프, 리벳, 클린칭

Description

체결 공구용 접합 방법 및 장치{A JOINING METHOD AND A DEVICE FOR OPERATING A FASTENING TOOL}

도 1은 기본 위치에서 본 발명에 의한 체결 공구의 길이 방향 단면을 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1과 유사하게 전작업 위치에서 체결 공구의 길이 방향 단면을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1과 유사하게 작업 위치 및 후작업 위치에서 체결 공구의 길이 방향 단면을 나타낸 도면이다.

도 4는 기본 위치에서 체결 공구의 유압 제어를 위한 밸브 어셈블리를 포함하는, 도 1 내지 3의 체결 공구의 길이 방향 단면을 나타낸 도면이다.

도 5 내지 8은 체결 공구 및 밸브 어셈블리의 변형된 실시예를 나타내는, 도 4와 유사한 도면이다.

도 9는 본 발명에 의한 방법 및 장치에 사용되는 소정의 자기-압입 리벳을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2: 체결 공구 4: 실린더

6: 다이 10: 중공부

10a, 10b: 워크 챔버 12: 메인 피스톤

14: 피스톤 로드 16: 펀치

18: 클램핑 피스톤 20: 피스톤 로드

30: 지지 수단 24, 26: 유체 압력 포트

28: 유체 유동 통로 수단 A, B: 가공편

N, N': 리벳

본 발명은 체결 공구(fastening tool)를 이용하여 적어도 두 개의 서로 유사한 또는 상이한 플레이트형 가공편(workpiece)을 접합하는 방법 및 그러한 체결 공구를 작동하는 장치에 관한 것이다. 체결 공구는 자기-압입 리벳(self-piercing rivet)을 세팅하기 위한 리벳용 공구(riveting tool) 또는 클린칭 작업(clinching operation)을 위한 클린치 공구(clinch tool)인 것이 바람직하다.

자기-압입 리벳용 공구 및 클린치 공구와 같은 체결 공구를 위한 다양한 형태의 구동장치가 공지되어 있다. 가장 일반적인 형태의 구동장치는(예컨대, WO93/24256 및 EP0675774), 펀치를 구동해 접합 작업을 하는 유압 피스톤-실린더-어셈블리(hydraulic piston-cylinder-assembly) 및, 접합 작업 중 가공편 상에 클램핑력(clamping force)을 인가하는 클램프 구동용 유압 피스톤-실린더-어셈블리를 포함한다. EP 0675774에 개시된 장치 및 방법에서, "실질적인" 클램핑력은 접합 작업 이전에, 그리고 접합 작업 중에 인가된다. 이 공보에 따르면 클램핑력은 1.5톤에 이를 수 있다. 실제적으로는 예컨대 8 내지 10 kN의 클램핑력이 사용된다. 이 방법이 여러 장점을 지니고는 있지만, 접합 작업 이전 및 접합 작업 중에 높은 클램핑력을 인가하기 때문에 몇몇 단점이 발생한다. 예를 들어, 접합 작업 중에 높은 클램핑력을 인가하면, 자기-압입 리벳의 자유 변형(free deformation)이 억제될 수 있다. 또한, 접합 작업 이전에 높은 클램핑력을 인가하면, 가공편을 접합하기 위해 리벳과 접착제(adhesive)를 사용하는 결합 방법에 문제가 발생하는데, 이는 높은 클램핑력이 접합 영역으로부터 접착제 유동이나 압축에 유해한 영향을 일으키기 때문이다.

본 출원인의 예전의 자기-압입 리벳 장치에 의하면, 접합 작업 중 스프링을 이용함으로써 작은 클램핑력이 인가되었으며, 펀치의 유압 실린더로 하여금 펀치력의 일부가 어버트먼트 수단(abutment means)을 통해 클램프로 전달되도록 함으로써 접합 작업의 완료시점에 이를수록 클램핑력이 증가하였다. 전술한 EP 067577 B1에는 이와 유사한 장치가 개시되어 있다. 즉, 접합 작업 이전 및 접합 작업 중에, 별개의 유압 실린더가 "실질적인" 클램핑력을 가하게 되는데, 이 클램핑력은 리벳 작업의 완료시점에서 펀치 피스톤과 클램프 피스톤 사이의 어버트먼트 수단에 의해 약 5 톤으로 순간적으로 증가한다.

WO00/29145에 개시된 바에 따르면, 접합 작업 후 펀치를 회수하고, 펀치를 회수할 때 가공편에 클램핑력을 가하여, 플레이트형 가공편(판재)이 그 평면으로부터 변형되는 것을 감소시킨다. 이러한 결과를 얻기 위해 두 가지 기본적인 원리가 개시된다. 그 한가지 원리에 의하면, 클램프 유지 장치(retaining device)가 구비됨으로써, 리벳 세팅 기계(rivet setting machine)로 사용되는 C-형 프레임의 하부 버팀대가 회수된 펀치에 의하여 스프링백(spring back)될 때 클램프의 항복(yielding)이 방지된다. 또 다른 원리에 의하면, 접합 작업 중 펀치와 클램프가 어버트먼트 수단을 통해 고압으로 동시 가압되며, 접합 작업 후에는 펀치가 회수되면서, 비교적 높은 클램핑력을 인가하기 위해 클램프가 다시 가압된다. 또한 개시된 바에 따르면, 접합 작업 중 인가되는 클램핑력은 클 수도 작을 수도 있으며, 클램핑력이 전혀 작용하지 않을 수도 있다.

최종적으로, 접합 작업에 앞서 작은 클램핑력이라도 작용하여 가공편이 서로 접하도록 하고, 상호간의 미끄러짐을 방지하며, 특히 리벳과 가공편의 체킹 작업(checking operation)을 실행하는 것이 공지되어 있다(예컨대 WO93/24258 참조).

본 발명의 주목적은 체결 공구를 이용하여 적어도 두 개의 서로 유사한 또는 상이한 플레이트형 가공편(workpiece)을 접합하는 방법 및 그러한 체결 공구를 작동하는 소형이고 구조 및 동작이 간단한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 높은 클램핑력으로 인해 접합 작업이 유해한 영향을 받지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 접합 품질이 우수하며, 접합 영역 및 그 근처에서 가공편의 변형을 최소화할 수 있는, 적어도 두 개의 플레이트형 가공편을 접합하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 방법에 따르면, 접합 작업 중에는 높은 펀치력이 작용하여 접합 작업이 이루어지며, 접합 영역에서 소재의 자유변형이 가능하도록 클램핑력은 실질적으로 작용하지 않는다. 접합 작업 후에는, 높은 펀치력 및 높은 클램핑력이 동시에 작용하여 가공편의 변형을 줄이고, 가공편이 접합 영역에서 압축되도록 한다.

접합 작업은 접합이 이루어지는데 필요한 소재 변형이 시작되는 시점과 완료되는 시점 사이의 공정으로 정의된다. 자기-압입 리벳의 경우, 자기-압입 리벳이 접합되어야 할 가공편을 관통하는 시작 시점과 완료 시점 사이의 공정이 접합 작업이다. 클린칭의 경우, 접합 영역에서 가공편의 소재 변형이 시작되는 시점과 완료되는 시점 사이의 공정이 접합 작업이다.

접합 영역 또는 그 부근에서 접합 작업에 의해 발생하는 가공편의 변형이 감소되도록, 그리고 접합 품질을 향상시키고 충분한 최종 접합 강도를 얻기 위해 가공편의 접합 영역에서 일부 압축 또는 밀집 효과가 발생하도록, 접합 작업 후에 인가되는 높은 클램핑력이 선택된다. 접합 작업 후에는, 높은 클램핑력이 접합에 유해한 영향을 주는 것을 방지하기 위해서, 높은 클램핑력이 작용하는 때와 동시에, 접합 영역에 높은 펀치력이 작용한다. 따라서, 접합 작업 후에 접합 영역 및 그 부근의 표면은 전체적으로 높은 힘을 받게 되고, 이에 따라 전술했던 장점을 얻을 수 있으며, 체결 공구의 C-형 프레임이 추가로 반동 운동하거나 변형 운동하는 것이 감소된다. 본 발명의 또 다른 장점은, 접합 작업 중 실질적으로 클램핑력이 작 용하지 않기 때문에, 무게와 강도를 줄인 C-형 프레임으로 설계할 수 있고, 따라서 C-형 프레임에는 펀치력만 작용하게 된다는 점이다.

본 발명에 의한 바람직한 장치는, 펀치용 메인 피스톤에 의하여 피스톤 로드(piston rod)와 인접한 워크 챔버(work chamber)와 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버로 분리되는, 하나의 유압 실린더를 포함한다. 클램프 구동용 클램핑 피스톤은 유압 실린더의 피스톤 로드 워크 챔버에 위치하며, 클램프 피스톤의 축방향 양측 상에서 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버의 섹션(section)은, 피스톤 로드에 인접한 워크 챔버에 나타나는 압력에 의해 클램핑 피스톤이 그 축방향 양측 상에서 가압되도록, 유체 유동 통로 수단(fluid flow passage means)에 의해 상호 소통된다.

이러한 구조 설계는 본 발명에 의한 방법을 구현하기에 적합하다. 이를 위해, 본 장치는 작업 위치(operating position) 및 후작업 위치(post operating position)를 가지는 것이 바람직하다. 작업 위치에서는, 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버가 접합 작업을 실행하기에 충분한 압력으로 가압되며, 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 감압된다. 후작업위치에서는, 접합 작업 후 높은 클램핑력 및 높은 펀치력이 접합 영역에 동시에 인가되도록, 양측 워크 챔버가 모두 고압으로 가압된다.

펀치 및 클램프를 구동하는데 두 개의 워크 챔버를 구비한 하나의 유압 실린더만이 필요하므로, 본 발명에 의한 장치는 구조 비용을 최소화하도록 두 개의 압력 포트 및 두 개의 압력 도관만 구비하면 된다. 또한 본 발명에 의하면, 메인 피스톤과 클램핑 피스톤이 "삽입(intercalated)"되므로, 장치를 소형화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 장치에서 장치의 스트로크가 소정의 양만큼 증가하면 장치의 길이 방향을 따라 소정의 양만큼 증가되고, 반면, 별개의 두 유압 실린더를 포함하는 구동 장치에 있어서, 장치의 스트로크가 소정의 양만큼 증가하면 장치의 길이 방향을 따라 그 양의 두 배만큼 증가된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 두 개의 유압 실린더가 구비된다. 두 개의 실린더의 두 개의 워크 챔버가 유동 통로 수단에 의해 영구적으로 상호 소통되므로, 본 제2 실시예도 전술했던 제1 실시예가 가진 많은 장점을 갖게 된다. 예를 들어, 본 제2 실시예는 구조 비용을 절감하고 유체 제어 시스템을 단순화할 수 있도록, 두 개의 압력 포트만을 필요로 한다.

본 발명의 중요한 장점은, 접합 작업이 클램핑력에 의하여 유해한 영향을 받지 않는다는 점이다. 예를 들어 본 발명이 자기-압입 리벳용 공구에 사용되면, 자기-압입 리벳은 가공편을 관통하는 동안 자유롭게 변형될 수 있다. 리벳의 변형은 정밀한 방식으로 일어나며, 리벳 작업 중 높은 클램핑력이 작용하는 종래의 방법보다 리벳이 더 전개될 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 리벳의 크래킹(cracking) 또는 균열(fissuring)이 방지된다.

본 발명에 의한 방법은 가공편을 접합하는데 사용되는 접착제와 함께 사용될 수 있다. 그러한 방법에 의하면, 클램프가 가공편에 접하기 전, 접촉 영역 또는 그 부근에서 가공편 사이에 접착층이 구비된다. 본 발명에 의한 방법에서 접합 작업 전에는 매우 작은 클램핑력이 인가되고, 접합 작업 중에는 클램핑력이 실질적으로 작용하지 않기 때문에, 접착제가 접합 작업 중에 접합 영역으로부터 자유롭게 가압되고, 자유롭게 유동할 수 있다. 또한, 접합 작업 중에 실질적으로 클램핑력이 작용하지 않기 때문에, 가공편 사이에 기포의 형성이 감소한다. 이는, 이후 자세히 설명한다.

리벳 스템(rivet stem)과 함께 자기-압입 리벳을 사용하면, 가공편 사이에 기포가 발생할 위험은 더욱 감소한다. 여기서 리벳은 테이퍼진 외주 표면을 가지며, 바람직하게는 원추형의 외주 표면을 가진다. 테이퍼진 리벳 스템은, 상부 가공편의 리바운싱(re-bouncing)을 억제 또는 감소시킴으로써 접합 영역에서 가공편들이 서로 접촉을 유지하도록, 접합 작업 중 가공편 상부에 힘을 가하게 된다. 이는 기포가 형성될 위험을 줄이며, 이후 자세히 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 C-형 프레임의 반동 운동 또는 변형이 제거 또는 최소한 감소되며, 이는 접합 품질 및 최종 접합 강도를 향상시킨다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

도 1 내지 3에 개략적으로 도시된 체결 공구(2)는 두 개(또는 그 이상)의 플레이트형 가공편 A 및 B(금속 판재) 사이를 접합시키도록 되어 있다. 도시된 실시예에서 체결 공구(2)는 자기-압입 리벳을 세팅하기 위한 리벳 세팅 장치이지만, 이 체결 공구(2)는 다른 공구, 예를 들어 클린칭 장치일 수도 있다. 자기-압입 리벳 및 자기-압입 리벳 접합은 기본적으로 공지되어 있으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.

체결 공구(2)는 유압 실린더(4)를 포함하는 구동 장치 및 다이(6)를 포함하며, 가공편(A, B)은 그 사이에서 지지된다. 실린더(4)는 C-형 프레임(도시되어 있 지 않음) 상에서 지지되는데, 이는 이러한 형태의 체결 공구에서 일반적이다. 유압 실린더(4)는 원주형 중공부(cylindrical cavity)(10)를 포함하며, 원주형 중공부(10)에는 그 내부에서 변위가능하도록 피스톤 로드(14)를 구비한 메인 피스톤(12)이 수용된다. 메인 피스톤(12)의 피스톤 로드(14)는 리벳(N)을 세팅하기 위한 펀치(16)와 일체로 연결되어 있다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 메인 피스톤(4)은 원주형 중공부(10)를 피스톤 로드와 이격된 상부 워크 챔버(10a) 및 피스톤 로드와 인접한 하부 워크 챔버(10b)로 나눈다. 하부 워크 챔버(10b)는 피스톤 로드(20)를 통해 슬리브형 클램프(클램핑 노즈: clamping nose)(22)와 일체로 연결되는 클램핑 피스톤(18)을 수용한다. 클램핑 피스톤(18)과 그 피스톤 로드(20)는 메인 피스톤(12)의 피스톤 로드(14)를 동축으로 둘러싸고 있으며, 메인 피스톤(12)에 대해 축방향으로 상대 변위 운동이 가능하도록, 실린더(4)의 원주형 내측벽을 따라 활주 안내된다.

상부 워크 챔버(10a)는 제어 유체 압력(유압)에 의해 선택적으로 가압 또는 감압되는 유체 압력 포트(fluid pressure port)(24)를 구비하며, 하부 워크 챔버(10b)도 제어 유체 압력에 의해 선택적으로 가압 또는 감압되는 별도의 유체 압력 포트(26)를 구비하고 있다. 개략적으로 도시한 바와 같이, 클램핑 피스톤(18)의 양측에 위치한 워크 챔버(10b) 섹션들은, 클램핑 피스톤(18)의 축방향 양측면이 항상 동일한 유체 압력에 의해 가압되도록, 유체 유동 통로 수단(28)을 통해 상호 소통한다. 유체 유동 통로 수단(28)은 클램핑 피스톤(18)을 관통하는 하나 또는 복수의 보어(bore)를 포함할 수 있으며, 다른 수단, 예를 들어 클램핑 피스톤(18)의 외주에 위치한 하나 또는 복수의 길이 방향 그루브(groove)를 구비할 수도 있다.

또한, 메인 피스톤(12)의 피스톤 로드(14)와 클램핑 피스톤(18)의 슬리브형 피스톤 로드(20) 사이에는 지지 수단(abutment means)(30)이 구비되어 있다. 이 지지 수단(30)은 일측 축방향으로만, 즉 메인 피스톤(12)이 하부 워크 챔버(10b)에서 이격하는 방향(도면에서 위로 향하는 방향)으로 이동하는 경우에만 작용하게 된다.

이하, 장치의 동작에 대해 설명한다.

도 1에서, 장치는 기본 위치(basic position)에 놓여 있다. 즉, 상부 워크 챔버(10a)는 유체 압력 포트(24)를 통해 감압되고, 하부 워크 챔버(10b)는 유체 압력 포트(26)를 통해 비교적 작은 유체 압력으로 가압된다. 하부 워크 챔버(10b)에 나타나는 유체 압력에 의해 메인 피스톤(12)은 최상부 위치로 이동된다. 하부 워크 챔버(10b)에 나타나는 유체 압력은 클램핑 피스톤(18)의 축방향 양측면 상에 작용한다. 클램핑 피스톤(18)의 상부면 영역은 그 하부면 영역보다 피스톤 로드(20)의 단면 면적만큼 더 크기 때문에, 클램핑 피스톤(18)에는 하방 압력차가 작용한다. 그러나, 두 개의 피스톤 로드(14 및 20) 사이에 있는 지지 수단(30)에 의해, 클램핑 피스톤(18)은 기본 위치, 즉 도 1에 도시된 것과 같은 축방향 중간 위치를 유지한다.

자기-압입 리벳(N)을 세팅하는 동작 및 이에 의해 접합을 일으키는 동작은 다음 세 단계로 이루어진다.

제1 단계에서는, 접합 작업에 앞서 메인 피스톤(12) 및 클램핑 피스톤(18)이 전작업 위치(pre-operating position)로 이동하게 된다. 도 2와 같이, 이 위치에서 클램프(20) 및 리벳(N)은 비교적 작은 힘에 의해 가공편(A, B) 쪽으로 이동한다. 이를 위해, 양측 워크 챔버(10a 및 10b)는 각각 별개의 유체 압력 포트(24 및 26)를 통해 작은 유체 압력으로 가압된다. 메인 피스톤(12)의 상부면 영역이 그 하부면 영역보다 피스톤 로드(14)의 단면 면적만큼 크기 때문에, 펀치(16)는 그에 상응하는 하방 펀치력을 리벳(N)이 포함되는 접합 영역(8)에서의 리벳(N) 및 클램프(22)와 다이(6) 사이의 가공편 영역에 가하게 된다. 또한 클램핑 피스톤(18)은 전술한 면적 차이에 따른 유체 압력에 의해 하방으로 움직이고, 따라서 클램프(20)는 그에 상응하는 힘을 접합 영역(8)에서 리벳(N)에 인접한, 그리고 그 주위에 위치한 가공편(A, B) 상에 가하게 된다. 펀치력 및 클램핑력은 가공편(A, B)이 서로 상대 운동하거나, 다이(6)에 대해 상대 운동하는 것을 방지하고, 리벳 및 가공편에 체킹 작업이 일어날 수 있을 정도의 크기면 충분하다. 클램핑력은 7.8 kN 미만이 바람직하며, 예를 들어 3 내지 5 kN일 수 있다. 일반적으로, 3.9 kN 미만의 클램핑력이면 충분하다. 펀치력은 5 kN 미만이 바람직하며, 1 내지 3 kN일 수 있다.

제2 단계에서는 본래적 의미의 접합 작업이 이루어지는데, 장치가 도 3에 도시되어 있는 작업 위치에 놓이게 된다. 이 위치에서, 상부 워크 챔버(10a)는 유체 압력 포트(24)를 통해 접합 작업에 필요한 유체 압력에 의해 가압되며, 하부 워크 챔버(10b)는 유체 압력 포트(26)를 통해 감압된다. 도 3과 같이, 메인 피스톤(12)은 피스톤 로드(14) 및 펀치(16)를 통하여 접합 영역(8)에서 리벳(N) 상에 펀치력을 가하게 되며, 펀치력은 접합이 이루어지는데 충분한 크기이다. 하부 워크 챔버 (10b)가 감압되기 때문에, 클램프(20)는 접합 작업 중 아무런 기능도 하지 않는다. 유압 시스템에는 저압측에 항상 잔류 압력이 남아있기 때문에, 압력이 0이 될 정도로 감압되지는 않는다. 그러나, 0.3 내지 0.5 kN 정도의 클램핑력은 무시할만한 크기이다. 사용되는 가공편의 재료에 따라서는, 예컨대 4 kN 미만의 클램핑력은 가공편의 성질에 어떠한 측정가능한 영향도 미치지 않는다. 이는 1.5 kN 미만의 클램핑력이 작용하는 경우에 있어서 항상 그러하다.

전술한 바와 같이, 세팅 작업 중 클램핑력이 작기 때문에, 리벳의 변형이 정밀한 방식으로 일어나도록 리벳(N)은 가공편(A, B) 및 다이(6) 내부로 자유 변형된다. 높은 클램핑력을 사용하는 종래의 방법과 비교하면, 크래킹 또는 균열 위험을 피하기 위해 리벳(N)의 바닥부가 다소 확장될 것이다.

자기-압입 리벳(N)을 세팅하는데 필요한 펀치력은 예를 들어 보통 30 내지 80 kN이다.

접합 작업 다음의 제3 단계에서는, 장치가 도 3에 도시된 후작업 위치에 있다. 여기서 양측 워크 챔버(10a 및 10b)는 모두 각각의 유체 압력 포트(24 및 26)를 통해서 고압의 유체에 의해 가압된다. 이는 워크 챔버(10a)에 나타나는 유체 압력은 높게 유지하면서, 유체 압력 포트(26)를 통한 워크 챔버(10b)의 유체 압력은 이와 동일하게 또는 비슷한 정도로 높게 가압하여 이루어지는 것이 바람직하다.

접합 작업 중 자기-압입 리벳의 변형이 교란(disturbances)없이 확실하게 끝마쳐지도록, 접합 작업이 끝나자마자 곧 워크 챔버(10b)의 가압 및 그에 따른 클램핑력의 증가가 이루어진다. 그 시간은 예컨대 0.2 내지 0.3초이며, 바람직하게는 0.1초 이상이다.

전술한 바와 같은 워크 챔버(10a 및 10b)의 가압에 따라, 전술했던 메인 피스톤(12)의 면적 차이에 의해 높은 펀치력에 의해 펀치(6)가 리벳(N)으로 이동하게 된다. 동시에, 클램프(20)는 전술했던 클램핑 피스톤(18)의 면적 차이에 의해 가공편(A, B) 상에 높은 클램핑력을 인가하게 된다. 이러한 높은 클램핑력은 가공편(A, B)이 접합 영역(8)에서 그 평면으로부터 변형될 가능성을 감소시키기 위한 것이며, 또한 접합 품질 및 최종 강도를 향상시키기 위해 이 영역에서 가공편(A, B) 상에 밀집 작용(compacting action)이 일어나도록 하기 위한 것이다. 또한, 클램프(20) 뿐만 아니라 펀치(16)도 접합 상에 높은 힘을 가하기 때문에, 접합 영역에 작용하는 힘에 대해서 소정의 균형 효과가 얻어질 것이다. 마지막으로, 펀치력 및 클램핑력은 C-형 프레임(도시되어 있지 않음)의 상대 운동 또는 리바운싱을 제거 또는 감소시킨다.

특정한 응용분야에 따라 이러한 기능을 얻을 수 있도록, 펀치력 및 클램핑력이 선택된다. 클램핑력은 5 kN보다 크고, 특히 7.8 kN보다 큰 것이 바람직하다. 펀치력은 5kN보다 크고, 특히 6.5 kN보다 큰 것이 바람직하다.

펀치력 및 클램핑력은 소정의 시간 동안 유지된다. 그 후, 유체 압력 포트(24)를 통해 상부 워크 챔버(10b)를 감압하고, 유체 압력 포트(26)를 통해 하부 워크 챔버(10b)를 낮은 유체 압력으로 가압함으로써, 장치는 도 1에 도시된 기본 위치로 복귀한다.

도 4는 도 1 내지 3에서 설명한 체결 공구(2)가 체결 공구를 구동하는 유압 제어 시스템(도시되어 있지 않음)의 밸브 어셈블리(valve assembly)와 연결된 모습을 나타내고 있다. 밸브 어셈블리는 한 쌍의 분리된 방향 밸브(directional valve)(32 및 34)로 구성되는데, 워크 챔버(10a 및 10b)의 가압 및 감압을 위해 방향 밸브(32)는 유체 압력 포트(24)를 통해 워크 챔버(10a)와 소통하며, 방향 밸브(34)는 유체 압력 포트(26)를 통해 워크 챔버(10b)와 소통한다. 따라서, 방향 밸브(32, 34)는 유압 제어 시스템의 저압 영역 및 압력 제어 장치(예를 들어 비례 밸브)(도시되어 있지 않음)와 각 워크 챔버(10a, 10b) 사이의 소통을 제어한다.

유압 제어 시스템의 동작은 도 1 내지 3과 관련해 전술했던 동작과 유사하다. 추가적으로 다음 사항에 주의해야 한다.

도 5에 도시된 바와 같은 장치의 기본 위치에서, 방향 밸브(32)는 압력 릴리프 위치pressure relief position)에 놓이고, 방향 밸브(34)는 가압 위치(pressurization position)에 놓인다. 체결 공구가 전작업 위치에 있으면, 방향 밸브(32, 34)는 각각의 가압 위치에 놓이는데, 여기서 양측 워크 챔버(10a, 10b)는 모두 낮은 유체 압력으로 가압된다. 체결 공구가 작업 또는 접합 위치에 있으면, 펀치는 높은 펀치력을 가하고, 클램프는 실질적으로 클램핑력을 가하지 않도록 하기 위해, 방향 밸브(32)는 가압 위치에 놓이고, 방향 밸브(34)는 압력 릴리프 위치에 놓인다. 체결 공구가 작업 위치에 있으면, 펀치 및 클램프 모두가 높은 힘을 가하도록 양측 방향 밸브(32, 34)는 각각의 가압 위치에 놓인다.

도 5에 도시된 실시예는 체결 공구의 실린더 어셈블리의 구조면에서 도 4의 실시예와 상이하다. 도 4와 유사한 부품은 동일한 숫자에 문자 a를 붙여서 나타낸 다. 도 5의 체결 공구는 공동의 유압 실린더(4) 대신에 두 개의 실린더(4a 및 5a)를 구비한다는 점에서 도 4의 체결 공구와 상이하다. 실린더(4a)는 펀치(16a)용 메인 피스톤(12a)을 수용하고, 실린더(5a)는 클램프(22a)용 클램프 피스톤(18a)을 수용한다. 실린더(4a 및 4b) 사이의 격벽(29)과 클램프 피스톤(18a)은 워크 챔버(31)를 형성하며, 도시된 실시예에서 이 워크 챔버(31)는 자신의 유체 압력 포트를 구비하고 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 이 어셈블리는 펀치 및 클램프용 실린더를 각각 구비한 종래의 자기-압입 리벳 공구와 유사하다. 그러나 종래의 자기-압입 리벳 공구와 달리, 도 5의 실시예는 실린더(4a)의 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버와 실린더(5a)의 워크 챔버(31)가 유체 유동 통로(33)에 의해 영구적으로 상호 소통되는 구조이다. 도시된 바와 같이, 유체 유동 통로(33)는 실린더의 외부로 또는 격벽(29)을 관통해 연장될 수 있다.

실린더(4a)의 피스톤 로드에 인접한 워크 챔버와 실린더(5a)의 워크 챔버(31)가 영구 소통하기 때문에, 도 5의 어셈블리의 동작은 도 4의 어셈블리의 동작과 유사하다. 따라서 도 5의 어셈블리에서도, 두 개의 단순 방향 밸브(32 및 34)는 각각의 워크 챔버의 가압 및 압력 릴리프를 제어하는데 충분하다. 따라서, 도 4의 어셈블리의 동작에 대한 설명이 도 5의 어셈블리의 동작에도 적용된다.

도 6에서 유압 실린더(4a 및 5a)를 포함하는 체결 공구의 구조는 도 5와 동일하다. 도 5 및 도 6은, 병렬 연결된 방향 밸브(32 및 34) 대신 직렬 연결된 바이패스 밸브(bypass valve)(32) 및 방향 밸브(38)를 구비한다는 점에 있어서만 상 이하다.

방향 밸브(38)는 기본 위치(도 6에 도시) 및 작업 위치 사이에서 변위가능하다. 방향 밸브(38)가 기본 위치에 있으면, 방향 밸브(38)는 한 쌍의 압력 유체 라인(37, 39)을 압력원(pressure source) 및 유압 시스템의 저압 영역으로부터 차단시킨다. 방향 밸브(38)가 작업 위치에 있으면, 방향 밸브(38)는 압력 유체 라인(37)을 압력원과 소통시키고, 압력 유체 라인(39)을 저압 영역과 소통시킨다.

바이패스 밸브(36)는 기본 위치(도 6에 도시) 및 바이패스 위치 사이에서 변위가능하다. 바이패스 밸브(36)가 기본 위치에 있으면, 바이패스 밸브(36)는 유체 압력 라인(37)을 유체 압력 포트(24a)와 소통시키고, 유체 압력 라인(39)을 유체 압력 포트(26a)와 소통시킨다. 바이패스 밸브(36)가 바이패스 위치에 있으면, 바이패스 밸브(36)는 양측 압력 포트(24a, 26a) 모두를 유체 압력 라인(37)에 소통시킨다.

동작은 다음과 같다.

도 6에서, 바이패스 밸브(36) 및 방향 밸브(38)는 기본 위치에 놓여 있다. 체결 공구를 전작업 위치로 세팅하기 위해, 방향 밸브(36)는 작업 위치로 변위되는데, 이 위치는 체결 공구가 작업 위치 및 후작업 위치에 놓일 때에도 유지된다.

체결 공구가 전작업 위치에 있으면, 바이패스 밸브(36)는 바이패스 위치에 놓인다. 이 위치에서, 바이패스 밸브(36)는 실린더(4a)의 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버, 그리고 실린더(5a)의 워크 챔버(31)를 방향 밸브(38) 및 유체 압력 라인(37)을 통해 유압 시스템의 (제어가능한) 압력원과 소통시킨다. 체결 공구를 작업 위치로 이동시키기 위해, 바이패스 밸브(36)는 기본 위치로 복귀한다. 이 위치에서, 바이패스 밸브(36)는 실린더(4a)의 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버를 압력원과 소통시키고, 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버 및 워크 챔버(31)를 유압 시스템의 저압측과 소통시킨다. 체결 공구가 후작업 위치에 있으면, 바이패스 밸브(36)는 다시 바이패스 위치에 놓이는데, 여기서 모든 워크 챔버는 압력원과 소통하게 된다.

도 6의 밸브 어셈블리는 도 4에 도시된 체결 공구에서도 사용될 수 있다는 점에 주의해야 한다.

도 7에 도시된 체결 공구는 도 6에 도시된 것과 본질적으로 유사한 구조를 갖는다. 도 6에 대응하는 부품은 문자 a 대신 b를 붙여서 유사한 참조 부호로 나타내었다. 도 6과의 차이는, 유체 유동 통로(33)가 생략되었다는 점이다. 오히려, 실린더(5b)의 워크 챔버(31b)는 압력 유체 포트(24b, 26b)와 분리된 압력 유체 포트(27b)를 구비하고 있다. 유체 압력 포트(27b)는 압력 제어 밸브(40)(예컨대, 비례 밸브)를 통해 가압 및 감압될 수 있다. 따라서, 펀치 및 클램프를 구동시키는 두 개의 실린더(4b 및 5b)를 포함하는 체결 공구는 종래의 체결 공구와 유사하다.

실린더(4b)의 워크 챔버의 유체 압력 포트(24b 및 26b)는, 도 6에서 각각의 밸브와 동일한 바이패스 밸브(36) 및 방향 밸브(38)를 통해 제어되는데 적합하다.

도 7에는 기본 위치에 놓여 있는 밸브가 도시되어 있다. 접합 작업 전, 중, 후에 걸쳐 바이패스 밸브(36) 및 방향 밸브(38)의 동작에 관해서는 도 6의 설명을 참조한다. 체결 공구가 전작업 위치에 있을 때는 비교적 낮은 압력에 의해, 작업 위치에서는 무시할 만큼의 작은 압력에 의해, 그리고 후작업 위치에서는 높은 압력에 의해서 워크 챔버(31b)가 가압되도록, 압력 제어 밸브(40)가 작동한다.

도 7의 장치에 의해, 후작업 위치에서 실린더(4b)의 피스톤 로드에 인접한 워크 챔버가 바이패스 밸브(36)를 통해 감압되며, 따라서 메인 피스톤(12b)에 의해 인가되는 펀치력이 증가하게 된다.

도 8에 도시된 장치는, 도 7의 바이패스 밸브(36)가 바이패스 밸브(36b)로 치환되었다는 점에 있어서만 도 7과 상이하다. 바이패스 밸브(36b)는 바이패스 위치에서 실린더(4)의 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버와 소통하지만, 유압 시스템의 압력원과는 차단시킨다. 체결 공구가 전작업 위치에 있으면, 실린더(4b)의 양측 워크 챔버는 모두 압력을 받지 않고, 따라서 펀치는 펀치력을 전혀 가할 수 없다. 따라서 이 실시예에서는, 체결 공구가 전작업 위치에 있을 때 리벳 검출(rivet detection)이 이루어질 수 없다. 본 발명의 나머지 실시예에 있어서, 체결 공구가 전작업 위치에 있으면, 펀치는 리벳 검출에 사용될 수 있는 펀치력을 가하게 된다. 이와는 달리, 도 6에 도시된 장치의 동작은 도 7에 도시된 장치의 동작과 유사하다.

도 1 내지 7의 실시예에서, 접합 작업보다 앞선 제1 작동 단계는 두 스테이지로 실행될 수 있다. 즉, 먼저 클램프가 구동되어 필요한 만큼의 비교적 작은 클램핑력을 가하고, 그 후 비교적 작은 펀치력에 의해 펀치가 리벳을 가공편 쪽으로 이동시킨다. 가공편은 리벳에 의해 상호 접촉상태로 고정되므로, 이는 리벳의 세 팅에 앞서 짧은 시간동안 클램프를 감압시키게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 리벳 방법은 최소한 접합 영역에서 가공편의 인접면 사이에 접착제를 사용하는 방법과 결합될 수 있다. 보다 구체적으로는, 이를 위해 가공편(A 및 B) 사이에 접착층(K)이 구비된다(도 1 내지 3 참조).

종래의 리벳 방법, 예를 들어 접합 작업 이전 및 접합 작업 중에 높은 클램핑력이 작용하는 EP 0675774에 개시된 것과 같은 리벳 방법에서는, 접합 작업 이전에 클램핑력에 의하여 중심 접합 영역 내에 접착제가 삽입된다. 그 결과, 접합 작업 중에는 접합 영역으로부터 방사상 외측을 향한 접착제의 유동 및 자유 압축이 일어날 수 없다. 반면, 가공편이 자기-압입 리벳에 의해 관통되면, 높은 클램핑력은 상부 가공편의 리바운싱을 향상시킨다. 이는 접착층 내의 채널 및 기포 발생을 일으킬 수 있다.

이와 달리, 접합 작업 전에는 비교적 작은 클램핑력이 작용하고, 접합 작업 중에는 실질적으로 클램핑력이 작용하지 않는 본 발명에 의한 방법에서는, 접합 작업 중에 접착제가 접합 영역으로부터 방사상 외측으로 자유 유동하거나 자유 압축될 수 있다. 또한, 접합 작업 중에는 실질적으로 클램핑력이 작용하지 않으므로, 상부 가공편(A)의 리바운싱이 감소되고, 접착층(K) 내의 채널 및 기포 위험도 감소된다.

또한 이러한 위험을 줄이기 위해, 도 9에 도시된 것과 같은 자기-압입 리벳(N')이 접착제를 이용한 방법과 결합하여 사용된다. 자기-압입 리벳(N')은 리벳 헤드(N1) 및 리벳 스템(N2)을 포함한다. 종래의 리벳과 달리, 리벳 스템(N2)의 외 주면(N3)은 원주형이 아니라, 리벳 헤드(N1)쪽으로 갈수록 반경이 커지도록 약간 테이퍼진 형상이다. 보다 정확하게는, 원추형 외주면(N3)의 원추각(cone angle)은 α이다. 따라서, 원추형 외주면(N3)을 가진 리벳(N')이 가공편(A, B)(도 3) 내로 관통되도록 움직이면, 리벳 스템(N2)은 그 테이퍼진 외주면에 의해 상부 가공편(A) 상에 하방 힘을 작용한다. 이 힘은 상부 가공편(A)이 리바운싱되는 것을, 즉 상방으로 변형되는 것을 방지한다. 그 결과, 가공편(A, B)은 접합 영역에서 상호 접촉 상태를 유지하고, 따라서 가공편(A, B) 사이에 간극이 생기는 것을 방지하고, 접착층(K) 내에 채널 및 기포가 발생하는 것을 억제한다.

원추각 α는 각 경우에 있어서 0 이상이며, 0.5 내지 10°, 특히 1 내지 5° 범위인 것이 바람직하다. 도시한 바와 같이, 리벳 스템(N2)의 외주면은 전체 길이를 따라 테이퍼질 수 있다. 대안적으로, 외주면의 일부만이 테이퍼지고, 나머지 외주면은 원주형일 수 있다. 특히, 바닥부의 외주면(N3)을 원주형으로 하고, 바닥부와 헤드(N1) 사이의 부분만을 테이퍼지도록 하는 것도 가능하다. 이러한 바닥부의 축방향 길이는 상부 가공편(A)의 두께보다 커지지 않도록 선택하는 것이 바람직하다.

가공편을 접합하기 위한 리벳-접착제-방법과 결합하여 이러한 자기-압입 리벳(N')을 사용하면, 접합 영역에서 가공편(A, B) 사이에 간극이 생기는 것을 방지하고, 접착층(K) 내에 채널 및 기포가 발생하는 것을 억제하는데 특히 효과적이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여 적어도 두 개의 서로 유사한 또는 상이한 플레이트형 가공편을 접합하는 방법 및 그러한 체결 공구를 작동하는 소형이고 구조 및 동작이 간단한 장치를 제공하게 된다. 또한, 높은 클램핑력으로 인해 접합 작업이 유해한 영향을 받지 않게 된다. 또한, 접합 품질이 우수하며, 접합 영역 및 그 근처에서 가공편의 변형을 최소화할 수 있는, 적어도 두 개의 플레이트형 가공편을 접합하는 방법 및 장치를 제공하게 된다.

Claims

체결 공구(fastening tool)를 이용하여 서로 유사한 또는 상이한 소재로 된 두 개 이상의 플레이트형 가공편(workpiece)을 접합하는 방법에 있어서,

상기 체결 공구는 접합 영역에서 접합 작업을 수행하기 위해 펀치력(punch force)을 가하는 펀치(punch) 및, 다이에 의해 지지되는 상기 가공편 상에 클램핑력(clamping force)을 가하는 클램프(clamp)를 포함하며,

접합 작업 중에는, 높은 펀치력을 가해 접합 작업을 수행하고, 실질적으로 클램핑력을 작용시키지 않아서 접합 영역에서 소재의 자유 변형이 가능하도록 하며,

접합 작업 후에는, 높은 펀치력 및 높은 클램핑력을 동시에 가해서, 상기 가공편의 변형을 감소시키고, 접합 영역에서 상기 가공편을 압축시키는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 후에 가해지는 상기 높은 펀치력 및 접합 작업 후에 가해지는 상기 높은 클램핑력은 미리 설정된 시간동안 유지되는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 높은 클램핑력은 접합 작업이 완료된 후 짧은 시간동안만 가해지는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 후에 가해지는 상기 높은 클램핑력은 5 kN보다 크고 , 바람직하게는 7.8 kN보다 큰 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 후에 가해지는 상기 높은 펀치력은 5 kN보다 크고, 바람직하게는 6.5 kN보다 큰 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 전에, 작은 클램핑력에 의해 상기 클램프가 상기 가공편 쪽으로 이동하여, 상기 가공편의 상호간의 상대적 변위를 방지하는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제6항에 있어서,

상기 작은 클램핑력은 7.8 kN 미만, 바람직하게는 3.9 kN 미만인 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 전에, 작은 펀치력을 가하여 접합 영역에서 체킹 작업(checking operation)을 수행하는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제8항에 있어서,

상기 작은 펀치력은 5.0 kN 미만, 바람직하게는 2.5 kN 미만인 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

접합 작업 전에 펀치력을 가하지 않는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 클램프가 상기 가공편 쪽으로 이동하기 전에, 접합 영역 및 그 주위에 서 상기 가공편들 사이에 접착층(adhesive layer)을 제공하는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 체결 공구는 자기-압입 리벳(self-piercing rivet)을 세팅하는 리벳 공구인 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 체결 공구는 자기-압입 리벳을 세팅하는 리벳 공구이며,

상기 자기-압입 리벳은 각각 리벳 스템(rivet stem) 및 리벳 헤드(rivet head)를 포함하며,

상기 리벳 스템은 상기 리벳 헤드에 가까이 갈수록 반경이 커지도록 적어도 미리 정해진 샤프트 영역에서 테이퍼진 외주면을 가지는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제13항에 있어서,

상기 리벳 스템의 상기 외주면은 적어도 미리 정해진 스템 영역에서 원추형인 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 체결 공구는 클린칭(clinching) 공구인 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 펀치 및 상기 클램프는 공동의 유압 피스톤-실린더-어셈블리에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
제1항에 있어서,

상기 펀치 및 상기 클램프는 각각 별개의 피스톤-실린더-어셈블리에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는,

접합 방법.
서로 유사한 또는 상이한 소재로 된 두 개 이상의 플레이트형 가공편을 접합하는 체결 공구를 구동하는 장치에 있어서,

원주형 중공부를 가진 유압 실린더;

접합 작업을 수행하는 펀치와 일체로 연결된 피스톤 로드를 가진 메인 피스톤(main piston); 및

상기 가공편 상에 클램핑력을 가하는 클램프와 일체로 연결된 피스톤 로드를 가진 클램프 피스톤을 포함하며,

상기 메인 피스톤은 상기 실린더의 상기 중공부를 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버(piston rod remote work chamber) 및 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버(piston rod adjacent work chamber)로 분리하여, 상기 메인 피스톤의 일측은 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버에 나타나는 압력에 의해 가압되며, 상기 메인 피스톤의 축방향 반대측은 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버에 나타나는 압력에 의해 가압되며,

상기 클램프 피스톤 및 상기 클램프 피스톤의 피스톤 로드는 상기 메인 피스톤의 피스톤 로드의 주위로 동축으로 연장되고, 상기 메인 피스톤의 피스톤 로드에 대해 변위가능하며,

각각의 상기 워크 챔버는 선택적으로 가압 또는 감압되도록 유체 압력 포트를 구비하며,

상기 클램프 피스톤은 상기 유압 실린더의 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버에 위치하며, 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 상기 클램프 피스톤의 축방향 양측 상에 배치된 섹션(section)을 구비하며, 상기 클램프 피스톤의 축방향 양측 모두가 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버에 나타나는 압력에 의해 가압되도록 상기 섹션은 유체 유동 통로 수단에 의해 상호 소통하는,

체결 공구의 구동 장치.
제18항에 있어서,

상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 선택적으로 가압 또는 감압되도록, 별개의 제어 밸브와 결합되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
서로 유사한 또는 상이한 소재로 된 두 개 이상의 플레이트형 가공편을 접합하는 체결 공구를 구동하는 장치에 있어서,

원주형 중공부를 가진 제1 유압 실린더;

접합 작업을 수행하는 펀치와 일체로 연결된 피스톤 로드를 가진 메인 피스톤; 및

클램핑력을 가하는 클램프와 일체로 연결된 피스톤 로드 및 클램프 피스톤을 포함하는 제2 유압 실린더를 포함하며,

상기 메인 피스톤은 상기 실린더의 상기 중공부를 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버로 분리하며, 각각의 상기 워크 챔버는 선택적으로 가압 또는 감압되도록 유체 압력 포트를 구비하며,

상기 클램프 피스톤은 압력 유체에 의해 선택적으로 가압 또는 감압되도록 단일 워크 챔버(single work chamber)를 한정하며,

상기 제2 유압 실린더의 상기 단일 워크 챔버 및 상기 제1 유압 실린더의 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 유체 소통 수단에 의해 영구적으로 상호 연 결되는,

체결 공구의 구동 장치.
제20항에 있어서,

상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 선택적으로 가압 또는 감압되도록 별개의 방향 밸브(directional valve)와 결합되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제20항에 있어서,

상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버 및 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버는 공동의 바이패스 밸브(bypass valve) 및 공동의 방향 밸브와 결합되며, 상기 공동의 바이패스 밸브 및 상기 공동의 방향 밸브는 선택적으로 상기 워크 챔버를 가압 또는 감압하도록 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제18항에 있어서,

상기 메인 피스톤 및 상기 클램프 피스톤은 일방향 어버트먼트 수단(one-way abutment means)에 의해 상호 연결 가능하며, 상기 어버트먼트 수단은 상기 메인 피스톤이 단부 위치(end position)까지 이동하면 상기 클램프 피스톤이 그에 대응 하는 기본 위치(basic position)로 움직이도록 하나의 축방향으로만 작용하는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제18항에 있어서,

작업 위치(operating position)를 가지며,

상기 작업 위치에서, 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버는 상기 접합 작업을 수행하는 높은 압력에 의해 가압되며, 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 상기 클램프가 실질적으로 클램핑력을 가하지 못하도록 감압되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제24항에 있어서,

후작업 위치(post-operating position)를 가지며,

상기 후작업 위치에서, 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 각각, 접합 작업이 완료된 후 상기 펀치 및 상기 클램프가 각각 높은 펀치력 및 높은 클램핑력을 가하도록, 높은 압력에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제24항에 있어서,

전작업 위치(pre-operating position)를 가지며,

상기 전작업 위치에서, 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버 및 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 모두, 접합 작업 이전에 상기 펀치 및 상기 클램프가 각각 작은 펀치력 및 작은 클램핑력을 가하도록, 낮은 압력에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.
제24항에 있어서,

기본 위치를 가지며,

상기 기본 위치에서, 상기 피스톤 로드와 인접한 워크 챔버는 낮은 압력에 의해 가압되며, 상기 피스톤 로드와 이격된 워크 챔버는 상기 메인 피스톤이 접합 영역으로부터 이격된 단부 위치로 이동하도록 감압되는 것을 특징으로 하는,

체결 공구의 구동 장치.