KR20130105852A

KR20130105852A - 2 이상의 부품을 연결하는 방법

Info

Publication number: KR20130105852A
Application number: KR20137008776A
Authority: KR
Inventors: 빌리 바르톨로메이지크; 마르틴 뵐커
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-09-26
Also published as: JP2013537119A; EP2613924A1; WO2012031982A1

Abstract

본 발명은 2 이상의 부품을 연결하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 적어도 부분적으로 변형 가능하게 되도록, 열가소성 플라스틱 물질의 핀(pin)(3, 25)을 가열하고, 제2 부품(5) 내 개구(opening)(21)를 거쳐 열가소성 플라스틱 물질의 핀(3, 25)을 가이드하며, 여기서 상기 핀(3, 25)을 제1 부품(1)에 연결하거나, 사전에 제1 부품(1) 내 제1 개구(27)를 거쳐 분리된 부품으로서 가이드하고, 상기 핀(3,25)이 제2 부품(5) 내 암나사(internal thread)(19)의 형태를 취하는 벽에 접촉되도록 상기 가열된 열가소성 플라스틱 물질의 핀(3,25)을 밀착시키거나, 상기 핀(3, 25)을 암나사(13)가 구비된 슬리브(9) 내로 삽입하고 핀이 슬리브(9)의 암나사(13)에 접촉되도록 상기 핀(3, 25)을 밀착시키는 것인 방법으로서, 상기 핀(3, 25)은 제2 부품(5) 내 개구(21)를 통과하기 전에 또는 제2 부품(5) 내 개구(21) 내로의 또는 슬리브(9) 내로의 삽입 이후에 가열되는 것인 방법이다.

Description

2 이상의 부품을 연결하는 방법{METHOD FOR CONNECTING AT LEAST TWO COMPONENTS}

본 발명은 2 이상의 부품을 연결하는 방법으로서, 상기 부품을 플라스틱 핀이 통과하는 개구(opening)와 함께 제공하고 이후 밀착시키는 것인 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법은 특히 결합을 위한 초기 고정을 달성하기 위해, 예를 들어 부품들 사이의 매개물-조임(media-tight) 조인트(joint)를 얻기 위해 사용될 수 있다. 플라스틱 부분을 금속 부분에 예를 들어 접착식으로 결합시키는, 공지된 방법에서, 접착제 경화 기간 동안 제 위치에 부품들을 고정시키도록 클립 또는 클램프를 사용하는 것이 필수적이다. 특히 가끔 경화에 수 일이 걸리는 실리콘 접착제를 사용하는 경우, 이것은 접착제가 최소 강도를 달성할 때까지 부품들이 초기에 결합 후 방치되어야 하는 것을 의미한다. 이 기간 동안 부품들은 하중을 받아서는 안 된다.

클램프 또는 클립으로 고정하는 것뿐만 아니라, 대안적으로 결합 이전에 부품을 서로 나사로 고정하는 것 또한 공지되어 있다. 추가적으로 플라스틱 부분을 금속 부분에 연결하도록 리벳(rivet)을 사용하는 것도 공지되어 있다. 플라스틱 부분을 금속 부분에 리벳 고정(rivetting)하는 것은 예를 들어 DE-A 1 778 433에 기술되어 있다. 리벳 고정에 있어서, 돌기(projection)는 금속 부분에서의 상응하는 개구 내로 도입되는 플라스틱 부품 상에 형성되고 진동에 의해 가열된다. 그러나, 이것의 단점은 조인트가 영구적이고 조인트가 풀어지는 경우 플라스틱 부품이 손상될 수 있으며, 리벳은 최소한 파괴되어, 따라서 플라스틱 부품을 금속 부품에 다시 연결시키는 것을 불가능하게 만든다는 점이다.

실(seal)의 삽입은 일반적으로 힘이 플라스틱 부분에 가해지도록 하여, 플라스틱 부분의 변형을 일으킬 수 있다. 이러한 이유로, 예를 들어 플라스틱 엔진 부품을 사용하는 경우, 플라스틱 부품에 금속 부품의 매개물-조임 연결을 달성하기 위해 접착제 결합을 사용한다.

본 발명의 목적은 2 이상의 부품을 연결하는 방법으로서, 완전히 평행-평면(plane-parallel)이지 않은 표면의 경우에도 매개물-조임 조인트를 허용하고 여기서 부품들을 오직 경미한 반력(reaction force)에 노출시키는 것인 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 2 이상의 부품을 연결하는 방법으로서:

(a) 적어도 부분적으로 변형 가능하도록, 열가소성 플라스틱 물질의 핀을 가열하는 단계,

(b) 제2 부품 내 개구를 거쳐 열가소성 플라스틱 물질의 핀을 가이드하는 단계로서, 상기 핀을 제1 부품(1)에 연결하거나, 사전에 제1 부품 내 제1 개구를 거쳐 분리된 부품으로서 통과하는 것인 단계,

(c) 상기 핀이 제2 부품 내 암나사(internal thread)의 형태를 취하는 개구의 벽에 접촉되도록 상기 가열된 열가소성 플라스틱 물질의 핀을 밀착시키거나, 상기 핀을 암나사가 구비된 슬리브 내로 삽입하고 핀이 슬리브의 암나사에 접촉되도록 상기 핀을 밀착시키는 단계

를 포함하고, 상기 핀을 제2 부품 내 개구를 통과하기 전에 또는 제2 부품 내 개구 내로의 또는 슬리브 내로의 삽입 이후에 가열하는 것인 방법에 의해 달성된다.

암나사의 형태를 취하는 제2 부품의 벽에, 또는 슬리브의 암나사에 접촉되도록, 상기 핀을 가열하고 이어 밀착시킴으로써, 수나사(external thread)가 핀 상에 형성된다. 이는 단순히 나사를 풀어냄으로써 풀어질 수 있다.

핀이 제1 부품에 연결되는 경우, 암나사가 구비된 슬리브를 사용하여, 조인트가 제1 부품과 핀을 손상시키지 않으면서 풀어지도록 하는 것이 바람직하다. 또한 대안적으로 사전 측정된 파괴점(breaking point)을 지닌 핀을 제공하고 이를 제거하며, 풀어낸 후에, 예를 들어 요소(element)들을 다시 함께 연결하도록 나사를 고정시키는 것이 가능하다. 이 경우, 재고정을 위한 나사 삽입이 가능하도록, 핀이 위치된 위치에 그리고 구멍(hole)이 제1 부품 내로 드릴로 뚫릴 수 있는 위치에 마크가 제1 부품에 표시되는 것이 유리하다.

가열된 핀이 제2 부품의 벽에 접촉되도록, 핀이 제1 부품에 연결되고 제2 부품 내 개구가 암나사가 구비된 경우, 첫째로 제1 부품을 예를 들어 핀을 전단함으로써 또는 드릴로 뚫고 이후 나사산 밖으로 핀을 돌려 제거하는 것이 가능하다. 이는 마찬가지로 제1 부품과 제2 부품의 분리를 허용하고 이후 예를 들어 나사로 제1 부품을 제2 부품에 재고정시키는 가능성을 열어준다.

사용되는 암나사가 구비된 슬리브는 예를 들어 너트, 캡 너트, 또는 유사한 부품일 수 있다. 슬리브가 예를 들어 너트처럼 외부에 6각형의 형태를 갖는 것이 바람직하며, 이는 부품을 풀어내기 위해 슬리브를 풀어낼 수 있도록 한다. 외부가 6각형인 것 외에도, 슬리브는 또한 풀어지는 것을 가능하게 하는 다른 임의 외부 프로필을 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 특히 서로 상이한 물질들로 제조된 부품들을 연결시키는 데 적합하다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 제2 부품은 금속 물질, 유리 또는 세라믹으로 제조되고 제1 부품은 플라스틱 물질로 제조된다. 또한 두 부품 모두가 금속 물질, 유리, 세라믹 또는 플라스틱 물질로 제조되는 것도 가능하다. 이 경우 또한 예를 들어 제1 부품 및 제2 부품에 상이한 금속 물질들, 상이한 세라믹들 또는 상이한 플라스틱들을 사용하는 것도 가능하다. 상기 방법은 적어도 제1 부품이 플라스틱 물질로 제조되는 경우 특히 바람직하게 사용된다. 제2 부품은 이 경우 예를 들어, 금속 물질로 제조될 수 있다.

제1 부품이 플라스틱 물질로 제조되는 경우, 상기 물질은 임의 소정의 플라스틱 물질, 예를 들어 열가소성 플라스틱 물질 또는 열경화성 플라스틱 물질일 수 있다. 적합한 플라스틱 물질을 선택하는 것은 예를 들어 부품의 의도된 용도 및 부품이 접촉하게 될 임의 매개물에 따라 달라진다.

핀을 제조하는 열가소성 플라스틱 물질은 예를 들어 폴리아미드, 예컨대 PA6, PA6.6, PA10.6, 폴리에스테르, 예컨대 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴산 에스테르(ASA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르 설폰(PESU), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리스티렌(PS), 폴리설폰(PSU) 또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)이다.

열가소성 플라스틱 물질의 핀이 제1 부품과 일체형으로 연결된 경우, 핀과 제1 부품은 동일한 열가소성 플라스틱 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 제1 부품이 사출 성형 공정을 사용하여 제조되는 경우, 핀은 이후 예를 들어 사출 성형 공정 동안 상기 부품 상에 직접 성형될 수 있다. 대안적으로 또한, 예를 들어, 용접 공정으로 제1 부품에 핀을 연결시키는 것이 가능하다. 이 경우 또한 제1 부품과 핀은 상이한 중합체로 제조될 수 있다.

제1 부품과 제2 부품 사이에 매개물-조임 조인트를 달성하기 위해, 예를 들어 제1 부품은 중합체 물질의 오일 통(oil sump)이고 제2 부품은 제1 부품이 연결된 엔진 블록인 경우, 제1 부품과 제2 부품이 추가적으로 서로 접착식으로 결합되는 것이 바람직하다. 부품들을 연결하는 데 적합한 임의 소정의 접착제는 이 경우 사용될 수 있다. 제2 부품이 금속 물질로 제조되고 제1 부품이 플라스틱 물질로 제조되는 경우, 이후 실리콘 접착제의 사용이 특별히 바람직하다.

예를 들어 부품 내 그루브(groove) 내로 삽입되고 제2 부품에 밀착되는 실과는 달리, 접착제 결합은 결국에는 매개물-조임에 영향을 주는 복원력이 접착 효과의 결과로서 일어나지 않는다는 장점을 가진다. 이러한 방식으로, 예를 들어 플라스틱 부품이 압력이 가해지는 결과로서의 지속적인 변형을 겪는 것을 방지할 수 있다. 접착제 결합 사용은 예를 들어 삽입된 컴프레션 실(compression seal)과 함께 나사 고정하는 경우 필요한 것에 비해 더 적은 수의 고정 점(fastening point)이 필요하다는 추가 장점을 가진다.

제1 부품과 제2 부품이 서로 추가로 접착식으로 결합되는 경우, 두 부품을 연결하는 방법은, 연장된 기간, 예를 들어 수 일에 걸쳐 경화하는 접착제가 또한 사용될 수 있도록, 특히 초기 고정을 달성하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 두 부품을 연결함으로써, 추가로 접착식으로 결합된 부품들은 접착제가 충분한 시간을 가져 최소 강도를 달성하도록 서로 고정된다.

자동 제조 및 부품들의 연결을 허용하기 위해 그리고 더 나아가 제1 부품에 대한 제2 부품의 정밀한 위치 확보를 달성하기 위해, 리미트 스톱(limit stop)은 제1 부품 상에 또는 제2 부품 상에 제공되는 것이 바람직하며, 상기 리미트 스톱은 연결시 각각의 다른 부품에 인접한다. 상기 리미트 스톱은 상기 부품들이 함께 밀착되는 경우 결합 갭이 정밀하게 위치되도록 보장한다.

리미트 스톱이 제1 부품 상에 또는 제2 부품 상에 형성되는 경우, 리미트 스톱은 예를 들어 주변 숄더(peripheral shoulder)의 또는 페그(peg)의 형태를 취할 수 있다. 리미트 스톱이 페그의 형태를 취하는 경우, 3 개 이상의 페그를 사용하여 제1 부품 및 제2 부품의 믿을 수 있는 위치 확보를 달성하는 것이 바람직하다.

리미트 스톱의 추가 장점은 제1 부품과 제2 부품 사이에, 예를 들어 사용되는 접착제를 수용하는 균일한 갭을 얻을 수 있다는 것이다. 이로써 두 부품들 사이에 균일한, 고정된 조인트를 얻게 된다.

특히 제2 부품이 플라스틱 물질로 제조되고 제2 부품 내 개구가 암나사의 형태를 취하는 경우, 금속 삽입물이, 암나사가 형성된 제2 부품에 수용되는 것이 바람직하다. 금속 삽입물은 밀착 중 제2 부품으로의 용접으로부터 핀이 연화되는 것을 방지하여, 나사산이 사용 가능하게 유지되는 것을 보장한다. 암나사가 깎인 금속 슬리브의 사용은, 제2 부품이 예를 들어 열경화성 플라스틱으로 제조되는 경우, 열가소성 플라스틱이 열경화성 플라스틱에 종래적으로 용접되지 않기 때문에, 필수적이지 않다.

제2 부품이 세라믹 물질 또는 유리로 제조된 경우, 암나사가 형성된 금속 슬리브를 삽입하는 것이 또한 가능하나, 필수적인 것인 아니다.

적어도 부분적으로 변형 가능하도록 핀을 가열하는 것은 예를 들어 복사 가열(radiant heating)에 의한 무접촉 방식으로 수행될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 핀을 가열하여 이를 변형 가능하게 만들도록, 제2 부품 상의 암나사를 가열하는 것 또한 가능하다. 상기 핀은 특히 개구의 암나사 내로 밀착됨으로써 외부 나사가 후속적으로 형성되는 핀의 온도로 가열된다.

복사 가열로 핀 또는 제2 부품 상의 암나사를 가열하는 것 외에, 고압 가스로 또는 초음파 용접 공정과 유사한 진동에 의해 핀 또는 암나사를 가열하는 것 또한 가능하다.

제2 부품 상의 암나사의 가열은 특히 암나사가 금속 물질로 제조된 경우 가능하다. 이것은 예를 들어 제2 부품이 금속 물질로 제조되는 경우이거나 제2 부품이 암나사가 형성된 개구를 지닌 금속 슬리브를 함유하는 경우이다.

추가적으로, 예를 들어 핀으로부터 마주보는 면으로부터 암나사와 함께 형성된 개구 내로 적어도 일부 삽입되는 가열 판을 제공하는 것 또한 가능하다. 상기 핀은 가열 판에 밀착되고 이렇게 함으로써 핀이 변형될 때까지 가열한다. 암나사와 함께 제공된 개구가 금속 물질로 제조된 경우, 개구의 암나사는 가열기로 가열되어, 열이 상기 면으로부터 핀으로 전이되고 핀 또한 상기 면으로부터 연화된다.

복사 가열 또는 가열판을 사용하는 것의 또는 암나사가 구비된 개구 가열의 장점은 핀이 암나사가 구비된 개구에 후속 위치된 시점에만 가열되고 연화되어 외부 나사를 형성한다는 것이다. 핀의 나머지 부분은 가열 및 연화되지 않아 연결 과정 동안 안정적으로 유지된다.

본 발명의 예시적 실시양태들은 도면에 도시되어 있으며 하기 설명에 더욱 상세히 기술되어 있다.

도면에서:
도 1은 핀이 제1 부품에 연결되고, 내부에 형성된 암나사를 지닌 슬리브가 핀 상에 위치하는, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.
도 2는 핀이 제1 부품에 연결되고, 암나사가 제2 부품 내 개구에 형성된, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.
도 3은 내부에 암나사가 형성된 슬리브가 핀 상에 위치하는, 분리된 핀을 지닌 조인트를 나타낸다.
도 4는 암나사가 제2 부품 내 형성된, 분리된 핀을 지닌 조인트를 나타낸다.
도 5는 제2 부품이 클램프 요소로 고정되고 제2 부품 내 나사산이 확장형 베벨로 종결된, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.
도 6은 풀림 방지 보호를 지닌 조인트를 나타낸다.

도 1은 핀이 제1 부품에 연결되고, 내부에 형성된 암나사를 지닌 슬리브가 핀 상에 위치하는, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.

두 부품을 함께 연결하기 위해, 제1 부품(1)을 핀(3)에 연결한다. 이를 위하여, 예를 들어, 핀(3)은 제1 부품(1)과 일체형으로 제조되는 것이 가능하다. 이 경우, 핀(3)은 예를 들어 제1 부품(1)의 제조 중 제1 부품(1)에 직접적으로 몰딩될 수 있다. 제1 부품(1)이 사출 성형 공정을 사용하여 제조되는 경우, 상기 핀(3)은 예를 들어 사출 성형 공정 동안 제1 부품(1) 상에 직접적으로 몰딩시킬 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 핀(3)을 제1 부품 상에 용접하는 것 또한 가능하다. 그러나, 상기 핀(3)을 제1 부품(1)의 제조 중 제1 부품 상에 몰딩시키는 것이 바람직하다. 도 1에 나타난 바와 같이, 핀(3)이 제1 부품(1)에 견고하게 연결되는 경우, 제1 부품(1)은 열가소성 플라스틱으로 제조되는 것이 바람직하다. 임의 소정의 열가소성 플라스틱 물질이 이 경우 적합하다. 바람직한 플라스틱 물질은 폴리아미드이다.

제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결하기 위해, 제1 부품(1)에 연결된 핀(3)을 제2 부품(5) 내 개구(7)를 통과시킨다. 개구(7)는 이 경우 원형 단면을 지닌 구멍(bore)인 것이 바람직하다. 마찬가지로 핀(3)은 원형 단면을 가진다.

고정 목적을 위하여, 슬리브(9)를 핀(3) 상에 위치시킨다. 슬리브(9)는 암나사(13)가 구비된 개구(11)를 포함한다.

제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결하기 위해, 적어도 슬리브(9) 내 개구(11) 내로 돌출된 구간에서, 상기 핀이 변형될 수 있을 때까지 가열된다. 가열 후에, 플라스틱 물질의 핀(3)이 암나사(13)의 턴(15) 내로 밀착되는 것과 같은 방법으로 핀이 변형되도록 슬리브(9)를 핀(3) 상에 밀착시킨다. 이러한 방식으로, 핀(3) 상에 수나사가 형성된다.

제1 부품(1)과 제2 부품(5) 사이의 매개물-조임 조인트를 얻기 위해서, 제1 부품(1)과 제2 부품(5) 사이에 접착제 층(17)을 도입하는 것이 유리하다. 접착제 층(17)을 사용함으로써, 제1 부품(1)은 추가적으로 제2 부품(5)에 접착식으로 결합된다. 동시에, 접착제 층(17)은 실링 요소처럼 작용한다. 제1 부품(1)이 추가적으로 접착제 층(17)에 의해 제2 부품(5)에 접착식으로 결합되는 경우, 핀(3)과의 조인트는, 접착제 층(17)의 접착제의 경화 동안 충분한 접촉을 보장하기 위해, 특히 초기 고정으로서 사용된다.

접착제 층(17)을 위한 적합한 접착제의 예는 실리콘 접착제이다.

도 1에 도시된 것과 같은 조인트는, 예를 들어 플라스틱 물질로 제조된 제1 부품(1)을, 금속 물질로 제조된 제2 부품(5)에 연결시키기에 적합하다. 그러나, 제2 부품(5)은 유리 또는 세라믹으로 또는 플라스틱 물질로 제조되는 것 또한 가능하다.

슬리브(9)의 물질은 금속인 것이 바람직하다. 슬리브(9)는 예를 들어 시판되는 것과 같은 너트 또는 캡 너트일 수 있다. 대안적으로, 슬리브(9)는 또한 임의 다른 소정 형태를 취할 수 있다. 슬리브(9)는 제1 부품(1)이 제2 부품(5)으로부터 분리되어야 하는 경우 핀(3)으로부터 슬리브(9)의 나사를 풀어내는 것을 허용하는 외부 형상을 갖는 것이 바람직하다. 나사를 푼 후에, 제1 부품(1)은 제2 부품(5)으로부터 제거될 수 있고, 이후 수나사가 제공되는 핀(3)은, 슬리브(9)를 핀(3) 상에 다시 나사를 조여, 이들을 다시 함께 연결하기 위해 사용될 수 있다.

도 2는 핀이 제1 부품에 연결되고, 암나사가 제2 부품에 형성된, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.

도 1에 나타낸 실시양태와는 다르게, 도 2에 나타낸 실시양태의 경우 암나사(19)가 제2 부품(5)에 제공된다. 제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결하기 위해서, 핀은 암나사(19)가 구비된 제2 부품(5) 내 개구(21) 내로 삽입된다. 핀(3)을 밀착시킴으로써, 나사산이 핀(3) 상에 형성되도록, 핀은 암나사(19)의 벽에 다시 밀착된다.

제1 부품(1)을 제2 부품(5)으로부터 풀어낼 수 있게 하기 위해서, 예를 들어, 핀(3)이 자리하는 위치에 제1 부품(1)에 구멍을 뚫는 것이 가능하다. 이 목적을 위해서, 마크(23)는 핀(3)의 위치에서 제1 부품의 외부 상에 접촉된다. 상기 마크(23)는 예를 들어 그루브, 압입 자국 또는 특히 제1 부품(1) 상의 돌기일 수 있다. 임의 다른 소정 디자인 및 형상들 또한 마크(23)에 사용 가능하다. 마크(23)에서 필수적인 요소는 상기 마크가 단번에 제거될 수 없다는 점이다.

마크(23)가 지시하는 위치에 구멍을 뚫은 후에, 제1 부품(1)은 제거될 수 있다. 핀(3)은 제2 부품(5) 내 암나사(19)가 구비된 개구(21) 내에 잔류한다. 나사산형 구성의 결과로서, 핀(3)은 이후 단순하게 제2 부품(5)의 나사를 돌려 풀어내질 수 있다.

이어서 다시 제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결시킬 수 있게 하기 위해, 나사는 제2 부품(5)으로부터 풀어질 수 있게 하기 위해 제1 부품(1) 내로 도입된 구멍을 통해 삽입되고 제2 부품(5) 내 암나사(19) 내로 나사로 죄어질 수 있다.

여기에서도 상기 핀(3)과 함께 제공되는 조인트는 접착제(17)를 사용하여, 상이한 물질들로 제조된 두 부품의 접착제 결합을 위한 초기 고정으로써 사용되는 것이 바람직하다.

분리된 핀으로 제조된 조인트의 실시양태는 도 3에 나타나 있다.

도1 에 나타난 실시양태와는 다르게, 도 3에 나타난 실시양태의 경우 분리된 핀(25)이 사용된다.

분리된 핀(25)을 사용하여 조인트를 제조할 수 있게 하기 위해, 제1 개구(27)는 제1 부품(1) 내에 형성된다. 상기 조인트를 제조하기 위해, 분리된 핀(25)은 제1 부품(1) 내 제1 개구(27)를 거쳐, 이후 제2 부품(5) 내 개구(7)를 거쳐, 그리고 이후 나사산(13)을 포함하는 슬리브(9) 내로 통과한다.

분리된 핀(25)을 사용하는 것은 상기 핀(25)과 제1 부품(1)이 상이한 물질들로 제조되도록 한다. 이 경우, 핀(25)은 열가소성 플라스틱 물질, 예를 들어 폴리아미드로 제조된다. 제1 부품은 임의 소정 물질, 예를 들어 플라스틱 물질, 유리, 세라믹 또는 금속으로 제조될 수 있다. 여기에서도, 상기 방법은 특히 상이한 물질들의 두 부품들을 연결하는 데 적합하다.

도 4는, 도 2에서와 같이, 분리된 핀이 사용되고 암나사가 제2 부품 내 형성된, 두 부품 사이의 조인트를 나타낸다.

도 2에 나타낸 실시양태와는 다르게, 도 4에 나타낸 실시양태에서는, 제1 부품(1) 상에 핀이 형성되지 않으며 오히려 제1 부품(1)은 분리된 핀(25)이 통과할 수 있는 개구(27)를 포함한다. 상기 조인트는 이 경우 상기 핀(25)을 제1 부품(1) 내 개구(27)를 거쳐 암나사가 구비된 제2 부품 (5) 내 개구(21) 내로 삽입함으로써 제조된다. 핀(25)을 가열함으로써, 핀은 제2 부품(5) 내 개구(21)의 암나사(19)의 턴에 밀착되고 이러한 방식으로 나사산이 형성된다.

조인트를 풀어낼 수 있게 하기 위해, 분리된 핀(25)이 예를 들어 핀(25)이 암나사(19)로부터 풀어질 수 있도록 허용하는 외부 프로필을 포함하는 헤드(29)를 포함하는 것이 유리하다. 대안적으로, 스크류 드라이버를 사용하여 나사산(19)으로부터 핀(25)을 풀어내도록 하기 위해, 그루브 또는 십자홀을 지닌 헤드를 제공하는 것 또한 가능하다. 더 나아가, 상기 핀(25)을 나사산(19)으로부터 풀어낼 수 있게 하기 위한 육각 소켓 또는 임의 다른 소정 디자인 또한 사용 가능하다.

후속적으로 제1 부품(1) 및 제2 부품(5)이 다시 연결되어야 하는 경우, 분리된 핀(25)은, 제2 부품(5) 내 암나사(19) 내로 나사를 죔으로써 다시 사용될 수 있다.

도 5는 제2 부품이 클램프 요소로 둘러싸이고 나사산이 확장형 베벨로 종결된, 두 부품들 사이의 조인트를 나타낸다.

도 1 내지 4에서 나타난 바와 같이 암나사(19)를 포함하는 제2 부품(5) 내 개구가 양 끝이 개방되지 않고 한쪽 끝이 폐쇄된 경우, 제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결하기 위해, 제2 부품(5)을 클램프 장치(31)에 위치시키는 것이 유리하다. 클램프 장치(31)은 제2 부품(5) 내 암나사(19)와 함께 개구(21)를 폐쇄한다.

제1 부품(1)을 제2 부품(5)에 연결하는 경우, 핀(3) 또는 분리된 핀(25)은 이후 클램프 장치(31)의 베이스(33)에 밀착된다. 핀(3) 또는 분리된 핀(25)을 클램프 장치(31)의 베이스(33)에 밀착함으로써, 변형 가능한, 가열된 핀은 암나사(19)의 턴(15) 내로 밀착된다.

도 5에 나타난 실시양태에서, 암나사(19)는 표면 확장형 베벨(35)을 포함한다. 압력이 핀(3) 또는 확장형 핀(25) 상에 가해지는 경우, 베벨(35)에 의해 형성된 공간은 핀(3, 25)의 플라스틱 물질로 채워진다. 이러한 방식으로, 확장부(widened portion)(37)는 예를 들어 풀림 방지 보호로서의 사용되고 또한 제1 부품(1) 및 제2 부품(5)이 서로 분리되었는지를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 조인트가 개방되고 핀(3,35)이 암나사(19)로부터 나사가 풀어지는 경우, 확장부(37)는 분리된다. 이후 이들이 다시 함께 연결되는 경우, 확장부가 없음을 분명하게 눈으로 확인할 수 있다.

나사산(19)이 제2 부품(5) 중 형성된 실시양태에서와 마찬가지로, 도 5에 나타난 실시양태는 또한 핀(3, 25)이 통과하는 암나사(13)을 지닌 슬리브(9)에 접촉될 수 있다. 여기에서도, 개구(11)는 슬리브(9)를 곧바로 거쳐 연장되고, 클램프 장치(31)의 베이스(33)에 의해 폐쇄된다.

풀림 방지 보호를 제공하는 대안적인 방법은 도 6에 나타나 있다.

도 6에 나타난 실시양태에서, 핀(3, 25)은 제2 부품(5) 내 개구(7)를 통과하고 슬리브(9) 내 암나사(13) 내로 밀착되어, 핀(3, 25) 상에 수나사를 형성한다.

도 6에 나타난 실시양태에서, 교차 구멍(cross hole)은 추가적으로 슬리브(9)에 형성된다. 가열되고 연화된 핀(3, 25)이 슬리브(9) 내 암나사(13)를 지닌 개구(11) 내로 밀착되는 경우, 가장 먼저 개구(11)가 완전히 채워져, 핀(3, 25) 상에 수나사를 형성한다. 일단 개구(11)가 완전히 채워지면, 핀(3, 25)으로부터의 플라스틱 물질은 교차 구멍(39) 내로 뚫고 들어가는 것을 계속한다. 일단 핀(3, 25)으로부터의 플라스틱 물질이 경화되면, 교차 구멍(39)은 핀(3, 25)와 일체형으로 견고하게 연결된 페그를 함유하고 풀림 방지 보호를 구성한다. 개방시, 핀(3,25)을 암나사(13)의 밖으로 나사를 풀어내는 경우, 교차 구멍(39) 내 함유된 페그는 부러진다. 제1 부품(1)과 제2 부품(5)을 다시 함께 핀(3, 25)으로 고정하는 경우, 풀림 방지 보호는 더 이상 얻어지지 않는다.

도 1 내지 6에 나타난 모든 실시양태에서, 수나사가 형성되는 영역에서 핀(3, 25)을, 예를 들어 복사 가열로 가열하는 것이 가능하다. 대안적으로, 특히 암나사(19)가 제공되는 제2 부품, 또는 슬리브(9)가 금속 물질로 제조되는 경우, 제2 부품 또는 슬리브를 가열하거나 이러한 방식으로 압력에 노출되는 경우 암나사(13, 19)에 접촉되도록 핀(3, 25)을 가열하는 것이 가능하다.

더 나아가, 특히 도 5에 도시된 실시양태에서, 클램프 장치(31)의 베이스(33)가 가열 가능하도록, 예를 들어, 핀이 변경 가능하게 될 때까지 이러한 방식으로 가열되는 것 또한 가능하다.

두 부품을 연결하는 방법은 예를 들어 중합체 물질의 오일 통을 엔진 블록에 고정하는 데 적합하다. 추가 적합한 응용분야는 예를 들어 실린더 헤드 커버, 흡기매니폴드(intake manifold), 부스트 매니폴드(boost manifold), 오일 분리기(oil separator) 또는 엔진 블록에 대한 윈디지 트레이(windage tray)이다.

참조 부호 목록
1 제1 부품
3 핀
5 제2 부품
7 개구
9 슬리브
11 슬리브(9) 내 개구
13 슬리브(9) 내 암나사
15 턴
17 접착제 층
19 제2 부품(5) 내 암나사
21 제2 부품(5) 내 개구
23 마크
25 핀
27 제1 개구
29 헤드
31 클램프 장치
33 베이스
35 베벨
37 확장부
39 교차 구멍

Claims

2 이상의 부품을 연결하는 방법으로서:
(a) 적어도 부분적으로 변형 가능하도록, 열가소성 플라스틱 물질의 핀(pin)(3, 25)을 가열하는 단계,
(b) 제2 부품(5) 내 개구(opening)(21)를 거쳐 열가소성 플라스틱 물질의 핀(3, 25)을 가이드하는 단계로서, 상기 핀(3, 25)을 제1 부품(1)에 연결하거나, 사전에 제1 부품(1) 내 제1 개구(27)를 거쳐 분리된 부품으로서 가이드하는 것인 단계,
(c) 상기 핀(3,25)이 제2 부품(5) 내 암나사(internal thread)(19)의 형태를 취하는 벽에 접촉되도록 상기 가열된 열가소성 플라스틱 물질의 핀(3,25)을 밀착시키거나, 상기 핀(3, 25)을 암나사(13)가 구비된 슬리브(9) 내로 삽입하고 핀이 슬리브(9)의 암나사(13)에 접촉되도록 상기 핀(3, 25)을 밀착시키는 단계
를 포함하며, 상기 핀(3, 25)은 제2 부품(5) 내 개구(21)를 통과하기 전에 또는 제2 부품(5) 내 개구(21) 내로의 또는 슬리브(9) 내로의 삽입 이후에 가열되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 부품들(1, 5)은 상이한 물질들로 제조되는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 부품(5)은 금속 물질, 유리 또는 세라믹으로 제조되고 제1 부품(1)은 플라스틱 물질로 제조되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 상기 열가소성 플라스틱 물질의 핀(3)은 제1 부품(1)에 일체형으로 연결되는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 열가소성 플라스틱 물질은 폴리아미드, 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴산 에스테르(ASA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르 설폰(PESU), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리스티렌(PS), 폴리설폰(PSU) 또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN)인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 부품(1) 및 상기 제2 부품(5)은 추가적으로 서로 접착식으로 결합되는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 리미트 스톱(limit stop)은 제1 부품(1) 상에 또는 제2 부품(5) 상에 제공되며, 상기 리미트 스톱은 연결시 각각의 다른 부품에 인접하는 것인 방법.
제7항에 있어서, 상기 리미트 스톱은 주변 숄더(peripheral shoulder)의 또는 페그(peg)의 형태를 취하는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단계 (a)에서 상기 핀(3, 25)의 가열은 복사 가열(radiant heating)에 의한 무접촉 방식으로 수행되는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단계 (a)에서 상기 핀(3, 25)을 가열하기 위해, 제2 부품(5) 내 암나사(19) 또는 슬리브를 가열하는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제2 부품(5) 내 개구(21)를 통과한 후, 상기 핀(3, 24)을 가열판에 밀착시켜서 핀을 가열하는 것인 방법.