KR19980079416A - 요소와, 요소를 판형 부품에 부착하는 방법과, 부품 조립체 및다이 버튼 - Google Patents

Abstract

판형 부품(16)에 부착하기 위한, 예를 들어 중공의 바디 혹은 볼트 요소, 특히 너트 요소를 가지는 요소인, 요소(10)는 높여진 고리형 접촉면(42) 내에서 부품에 접하는 요소(10)의 일 끝단면에서 나타나는 고리형 리세스(18)를 가진다. 적어도 하나의 언더컷(25, 27)이 바람직하게 리세스(18)의 일 측벽(24, 26)에 제공되며, 또한 회전에 대한 안전성을 제공하는 윤곽들(features)(74, 76)이 제공된다. 요소의 중심 세로 축(22)과 동심인 원통형 펀치 섹션(32)이 고리형 리세스 내의 끝단면에서 돌출하며, 원통형 펀치 섹션의 외부 경계벽(26)은 바람직하게 고리형 언더컷(27)을 가진다. 이전에 다이 버튼(12)에 의해 그 자신과 고리형 리세스(18)의 베이스 면(30) 사이에서 고리형 리세스(18)로 가압된 부품(16)의 재료를 고정하거나 포착하기 위하여 재료의 공급(52)은 원통형 펀치 섹션의 자유끝단에 혹은 그와 인접하게 형성되며, 요소를 고리형 리세스(18)에 삽입 시에 다이 버튼(12)에 의하여 적어도 국부적으로 변위 가능하다. 이러한 방식으로, 회전에 대한 개선된 안전성과, 높여진(elevated) 프레스-아웃(press-out) 저항과, 그리고 작업 시에 로드를 교체하는 것에 대한 작용의 개선이 성취된다.

Description

요소와, 요소를 판형 부품에 부착하는 방법과, 부품 조립체 및 다이 버튼

본 발명은 판형 부품에 부착하기 위한 요소, 즉, 중공의 너트 요소나 볼트 요소에 관한 것이며, 더욱 상세히는, 상대적으로 높은 고리형 접촉면내에서 고리형 리세스가 부품에 접하는 요소(10)의 단면에 존재하며, 적어도 하나의 언더컷(undercut)이 바람직하게 리세스의 측벽에 제공되고, 또한 회전에 대한 안전성이 제공되는 특징이 있으며, 그리고 요소의 중심 세로축과 동심인 원통형 천공 부는 고리형 리세스 내에서 상기 단면에서 돌출하며, 원통형 천공 부의 외부 경계벽은 바람직하게 고리형 언더컷을 가진, 그러한 요소에 관한 것이다. 더하여, 본 발명은 그러한 요소를 판형 부품에, 부품 조립체에, 그리고 다이 버튼에 부착하는 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 요소는 US-PS 3,648,747 및 US 특허 제5,340,251호, 제3,234,987호 및 제3,253,631호에서 개시되어있다.

그 이상의 이러한 종류의 요소들은 공고 번호 제EP-A-0 553 822호나 상응 미국 특허 제5,340,251호를 가지는 유럽 특허 출원에 개시되어있으며, 공고 번호 제EP-A-0 669 473호를 가지는 유럽 특허 출원에서도 개시되어있다.

매우 유사한 요소도 또한 공고 번호 제EP-A-0 663 247호를 가지는 유럽 특허 출원에서 개시되어있으나, 이 문서는 이러한 종류의 요소 자체보다는 그 요소의 제조에 관련된 것이다.

그러한 요소들은 중공의 바디를 가지는 요소들로서 혹은 정확하게는 너트 요소들로서 일반적으로 형성되지만, 또한 예를 들어 스피것(spigot)을 수용하는 단순한 원통형 보어를 가질 수 있다. 더하여, 그러한 요소들은 또한 볼트 요소의 방식으로 형성가능하며, 이 경우에 있어서, 볼트 요소의 헤드는 판금 부나 판형 부품에 고정되며, 헤드는 상기에서 설명된 디자인을 가지게 된다. 그래서, 요소는 상당히 다양한 기능을 수행할 가능성을 지닌 기능적인 요소로서 통상적으로 간주될 수 있는 것이다. 예를 들어, 내부에 나사산을 가지는 중공의 바디를 가지는 요소가 제공되는 너트의 기능, 혹은 축이나 스피것부가 제공되는 볼트의 기능, 또는 카펫 아이(carpet eyes)나 전기 터미널과 같은 다른 부품들을 조여서 연결하기 위한, 예를 들면 핀의 기능이다. 궁극적으로, 그것은 중요한 기능이 아니며, 주로 판금으로 구성되지만 또한 고려해야할 플라스틱 패널과 같은 다른 가공재료들도 가지는 판형 부품과 요소 사이의 이음이나 부착이 중요하다.

상기에서 설명된 종래 기술에 의한 기존의 요소들은 모두 대체로 너트 요소들로서 형성된 중공의 바디들을 가지는 요소들이다. 볼트 요소를 죌 때, 중공의 바디를 가지는 요소의 회전을 대체적으로 방지하도록, 그 요소들은 모두 회전(비틀어 돌림)에 대하여 일정 정도의 안전성을 제공한다. 더하여, 기존의 요소들은 특정한 프레스-아웃 저항(press-out resistance)을 가진다. 그럼에도, 회전(비틀어 돌림)에 대한 개선된 안전성과 더 높은 프레스-아웃 저항성은 그러한 요소들에서는 항상 바람직한 특성이다.

작업 시와 교번하중 하에 있을 때, 기존의 요소들은 (일반적으로 판금 조각인) 판형 부품을 종종 찢어지게 한다. 중공의 바디들을 가지는 그러한 요소들의 제조는 또한 비교적 복잡하며, 요소의 무게를 작게 유지하고, 동시에 충분히 큰 면적의 접촉면을 만들어내는 것이 어려운 만큼 그 만큼의 문제를 발생시킨다.

중공의 바디의 요구되는 프레스-아웃 저항을 생성하는데 필요한 고리형 리세스의 측벽에 있는 언더컷은 중공의 바디를 가지는 요소를 주변으로 연장하는 외부 표면에서 크러시(crushing) 공정을 받게 함으로써 성취된다. 고리형 리세스의 측벽은 초기에 축방향으로 평행인 위치에서 경사진 위치로 오게된다. 이러한 방식으로, 파일럿(pilot) 부와 경사진 측벽 사이에서의 고리형 리세스로의 개방은 리세스의 베이스 표면 부에 비하여 감소되며, 언더컷이 생성된다. 그러나, 이러한 크러시 공정을 통하여, 중공의 바디를 가지는 요소는 또한 부품과 직면하는 끝단면에 인접한 외부 재킷(jacket) 면에서 경사진 플랭크(flank)를 가진다. 이것은 요소의 끝단면에 있는 접촉면이 너무 작게되어 교번하중 하에 있을 때 칼과 같은 역할을 하게되어 판형 부품이 접촉하는 동안 변형되는 상황으로 인도하며, 높은 표면 압력이 부품과, 중공의 바디를 가지는 요소 사이에서 발생한다.

이러한 높은 표면 압력의 결과로서, 판형 부품은 몇 시간의 작동 후에 휘게되며, 요소는 더 이상 부품에 원하는 만큼 단단히 고정되지 않는다. 이것은 궁극적으로 요소에 삽입된 볼트의 초기 응력이 0으로 감소하도록 작업 시에 가라앉아서, 볼트로 죄어진 연결 상태가 끊어지게 된다.

그러나, 외부 재킷 면으로부터 요소의 끝단면으로 변화하는 상기 경사진 플랭크는 또한 이를테면 요소에서 접촉면의 원주 외부가 요소의 혹은 연결의 힘에 아무런 공헌을 하지 않기 때문에 가공재료의 불필요한 낭비를 의미한다. 다시 말해서, 요소들은 절대적으로 필요한 것 보다 더 무거워서, 궁극적으로는 경제적인 손실을 나타낸다.

본 발명의 목적은 한편으로는 회전에 대한 안전성 및/또는 프레스-아웃 저항이 개선되며, 다른 한편으로는 요소의 제조가 단순해지고, 바람직하게 가공재료의 절약이 가능해지는 방식의 효과를 가져오도록 더욱 개발되는 방식의 최초로 지정된 종류(initially named kind)의 요소를 더욱 개선하는 것이다. 또한, 요소의 특성, 즉, 교체되는 로드에 관하여 판금 부로의 연결성이 개선되는 것, 즉, 요소의 침강과 기초 응력의 감소에 대한 위험과 판금 부에서 요소의 찢어짐이 실질적으로 감소하는 것이 확보되어야한다.

이러한 목적을 만족시키기 위하여, 본 발명의 요소는 가공재료의 공급이 원통형 펀치 섹션의 자유 단 표면에 혹은 그에 인접하게 형성되며, 이전에 다이 버튼에 의하여 그 자신과 고리형 리세스의 베이스 표면 사이에서 고리형 리세스로 가압된 부품의 가공재료를 포착 또는 죄기 위하여 요소의 고리형 리세스로의 삽입 시에 다이 버튼에 의하여 적어도 국부적으로 변위 가능한 특징이 있다.

이러한 종류의 요소의 삽입 방법은 청구항 15로부터 알 수 있으며, 요소의 펀치 섹션이 그의 돌출하는 원통형 펀치 섹션 내에서 원주방향으로 배치되는 예를 들어, 두 개 내지 여섯 개의 치상돌기(teeth)를 가지는 다이 버튼을 사용하여 그의 끝단면에서 국부적으로 압입 가공되는 특징이 있으며, 그로 인하여 가공재료가 요소의 펀치 섹션에 의하여 고리형 리세스로 변위 된다. 변위는 가공재료가 고리형 리세스의 내측벽으로부터 적어도 실질적으로는 원주방향으로 고리형 리세스 안으로 돌출하는 방식으로 이루어지며, 이전에 다이 버튼의 돌출된 원통형 섹션의 끝단면에 의해 고리형 리세스로 가압되었던 판형 부품 재료와 결합되어, 바람직하게 이 가공재료를 그 자신과 고리형 리세스의 베이스 표면 사이에서 고정한다.

본 발명은 초기에 지정된 종류의 어떤 요소들에 있어서, 사실상 작업 시에 판금이 실질적으로 그리고 항상 신뢰할만하게 원통형 펀치 섹션에서 언더컷으로 변형된다는 것을 보증하기 어렵다는 것을 인정한다. 그러나, 이것이 보증되지 않는다면, 고리형 리세스의 외부 측벽에서 부품의 언더컷으로의 형상-고정된(form-locked) 연결의 안전성이 의심스러울 수 있다. 한편, 회전에 대한 안전성은 다른 한편 프레스-아웃 저항이 그렇듯이 손상을 입는다. 교번하중 하에 있을 때 작업시의 안정성은 많은 경우에 있어서 불완전하다.

이전에 알려진 요소들로, 원통형 펀치 섹션의 변형은 너트 요소의 내부 나사산이 변형되는 위험이 존재하기 때문에, 의도된 것이 아니며, 또한 가능하지 않아서, 요소는 사용할 수 없게된다. 이론적으로는 나사줄이 있는 실린더의 변형의 위험을 감소시키기 위하여 원통형 펀치 섹션의 반경 치수를 증가시킬 수 있다. 그러나, 이것은 요소가 더 무거워지며, 접촉면이 항상 더 외부로 변위하여, 로드를 볼트 요소로부터 너트 요소로 이송하기 위하여 항상 더 크고 더 두꺼운 와셔(washers)로 일해야하는 상황으로 이끌어, 전체적으로 연결이 더 무겁고 더 비용이 많이 들게된다.

본 발명은 원통형 펀치 섹션이 판금 재료를 고정하기 위하여 판금 재료로 접히는 의미에 있어서 변형되지 않고, 단지 원통형 펀치 섹션의 작은 부분만이 펀치 섹션의 나머지 부분에 상대적으로 다이 버튼에 의하여 국지적으로 아래로 변위하여, 그 자신과 고리형 리세스의 베이스 표면 사이에서 이전에 원주방향으로 연장하는 리세스로 가압된 부품의 재료를 고정하는 의식적으로 어려운 루트를 택했다. 다른 한편, 요소의 부품 사이에서의 형상-고정된 연결은 이러한 위치에서 부품의 재료가 완전히 존재하는 입구를 채운다는, 즉, 원통형 펀치 섹션에서의 언더컷이 완전히 채워진다는 의미에서 개선된다. 다른 한편, 재료의 변위는 다이 버튼의 끝단면이 영구적으로 부품의 재료에 리세스 부분에서 압축 응력을 준다는 것을 보증하여, 더 높은 질의 결합이 보증될 수 있다.

이 재료의 변위의 원인인 다이 버튼의 치상돌기(teeth)가 다이 버튼을 관통한 통로 내에서 단지 국부적으로만 나타나고 상대적으로 작은 치수를 가지므로, 요소의 원통형 펀치 섹션에 의하여 원하는 다이 버튼의 전체 통로를 통하여 판금 부에서 천공되어져 나오는 천공된 스크랩(slug)을 제거하여, 즉 다이 버튼의 전체 통로를 통하여 천공된 스크랩을 누르는 역할을 하는 설정 헤드 쪽(setting head side)에 상응하는 플런저(plunger)를 제공하지 않고 배치하는 것이 가능하다. 전술한 구멍 펀치는 또한 요구되지 않는다. 요소는 자체-천공(self-piercing)되어있다.

이러한 종류의 연결을 통하여, 나사산의 변형은 더 이상 염려할 필요가 없다. 단지 이러한 재료의 배치에 적절한 재료를 조금 공급하는 요소의 원통형 펀치 섹션을 제공하는 것이 필요하다.

하나의 그리고 동일한 요소가 다른 두께를 가지는 부품들로 사용될 수 있어서 예를 들어 단 하나의 요소로 자동차차체설계(coachwork)나 자동차 바디의 통례적인 디자인의 판금 두께들을 커버하는 것이 전체적으로 가능하다는 것이 또한 특히 본 발명의 장점이다. 그러나, 본 발명은 판금 재료에 의한 고리형 리세스의 베이스 부의 완벽하지 못하게 채워지는 문제점이 특히 해결되기 때문에 특히 얇고 고강도인 판금에 유용하게 사용될 수 있다.

교번하중에 대한 저항과 압력에서의 회전에 대한 안전성의 실질적 개선이 이미 상기에서 언급된 특징들에 의해 제공되었기는 하지만, 그 이상의 개선을 성취하는 것이 또한 가능하다.

리세스 외부의 측벽이 기존에 알려진 방식으로 적어도 실질적으로 평면도로 볼 때 다각형으로 설계되는 청구항 2에 따라서 설계된다. 이러한 방식으로 회전에 대한 안전성은 고리형 리세스의 원형 디자인에 비해 상대적으로 개선된다.

그러나, 회전에 대한 안전성은 만약, 청구항 3에 따라서, 서로 상호 일정 간격이 띄워진 리세스들이 높여진 원주방향으로 연장하는 접촉면에 바람직하게 리세스들이 원주내부로 돌출하는 높여진 부분들을 형성하거나 언더컷을 형성하는 리세스의 외부 측벽에 내려가는(nose) 방식으로 제공된다면, 상당히 증가될 수 있다.

청구범위 제6 및 7항에 따라서, 고리형 리세스의 베이스 표면으로부터 외부 측벽으로의 변환 부에서 그리고/또는 고리형 리세스의 베이스 표면과 원통형 펀치 섹션 사이에서의 변환 부에서 회전에 대한 안전성의 결과를 가져오는 노즈(nose)를 제공하는 가능성은 또한 존재하며, 두 경우에 있어서 회전에 대한 안전성을 제공하는 노즈는 바람직하게 요소의 주위에 균일하게 분배되며, 평면도로 볼 때 대략 삼각형이 된다.

요소의 특히 바람직한 실시예는 바람직하게 고리형 언더컷을 가지는 원통형 펀치 섹션이 적어도 실질적으로 요소의 혹은 펀치 섹션의 중심 세로 축에 수직으로 배열되고, 고리형 어깨부를 통하여 더 큰 직경의 원통형 펀치 섹션의 고리 부로 몰입된(merge) 고리형 끝단면을 가지는 특징이 있으며, 이러한 고리형 부분은 원통형 펀치 섹션의 자유 끝단면으로부터 떨어지게 두게된다.

한편, 이 실시예는 펀치 섹션의 고리형 어깨부로부터 시작하는, 즉, 원통형 펀치 섹션의 고리형 끝단면의 원주 외부의 부분으로부터 다이 버튼의 이에 의하여 배치되는 재료로 이끌어서, 나사산 변형의 위험은 감소한다. 더구나, 이러한 부분으로부터 판금과 원하는 형상 고정 연결이 귀착하는 방식으로 재료를 변형하는 것은 더욱 용이하다.

원통형 펀치 섹션의 고리형 끝단면이 고리형 어깨부내에 원주방향으로 놓여있으므로, 천공된 스크랩의 외부 고리 부의 용이한 변형으로 이끌어서, 천공된 스크랩이 이 부분에서 염려될 잼(jamming)없이 다이 버튼의 중앙 통로를 통하여 치상돌기(teeth)를 지나서 더욱 쉽게 배치될 수 있다.

원통형 펀치 섹션의 고리형 어깨부의 부분에서 노즈나 웨브(web)의 제공을 통하여, 바람직하게 원통형 펀치 섹션의 자유끝단으로부터 원통형 펀치 섹션의 고리형 부분의 외부 직경까지 연장하는 노즈나 웨브로 또한 측면에서 대략 삼각형의 형상으로, 판형 부품이 궁극적으로 고리형 어깨부의 부분에서, 즉, 원통형 펀치 섹션의 자유끝단면에서가 아닌 부분에서, 천공되기 때문에 한편으로 이 부분에서 그러나, 또한 천공 작업을 개선하는데 있어서도 요소를 굳게 하는데 성공한다.

본 발명에 따라서, 요소의 특별한 장점은 다른 두께를 가지는 판금부분들로 사용될 수 있다는, 즉, 하나의 그리고 동일한 요소가 차량 차체의 건조에 쓰이는 거의 모든 판금 두께, 즉, 대략 0.5mm로부터 3mm나 그 이상의 판금 두께에 사용될 수 있다는 사용될 수 있다는 사실에 있다. 다이 버튼은 단순히 판금 두께를 극복하는 쉬운 경우에 있어서 조화되어야한다.

요소의 또한 요소를 삽입하는 방법의 특히 바람직한 실시예들은 그 이상의 청구 범위들에서 또한 다음의 설명에서 이해될 수 있다.

본 발명은 실시예들과 도면들을 참고로 하기에서 더 자세히 설명될 것이다.

도1은 천공 작업 중 너트 요소를 통한 또한 너트 요소와 협력하는 다이 버튼을 통한 대략적인 세로 섹션을 나타내며, 왼쪽에서 도시된 가능한 변경으로 판금 부의 연결의 실행 중인 도면이며;

도2는 도1의 요소와 유사하지만 더욱 변경되고, 원통형 펀치 섹션 주위의 부분만이 도시되고, 묘사된 요소의 왼쪽 부분만이 도시된 중공의 바디를 가지는 요소의 부분 도면이며;

도3은 도1에 따른 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한, 세로 섹션의 도면이며;

도4는 도3의 IV방향에서 본, 그러나 판금 부에 삽입되기 이전인, 도3의 요소의 평면도이며;

도5는 V방향에서 본, 그러나 판금부가 없는, 도3의 다이 버튼의 끝단면의 평면도이며;

도6은 도5의 절단면 VI-VI에 따른 도5의 다이 버튼의 왼쪽을 통하여 도시된 개략적인 부분 세로의 섹션의 도면이며;

도7은 도1과 유사한, 그러나 세로의 횡단면의 왼쪽만을 도시하고 중공의 바디를 가지는 더욱 변경된 요소를 가지는 삽입과정의 초기 단계이며, 도1과는 다른 각도의 위치에서 본 도면이며; 그리고

도8은 중공의 바디를 가지는 본 발명의 따른 요소의 다른 실시예의 왼쪽 부분을 통한 부분 세로 섹션의 도면이다.

도1은 중공의 바디를 가지는 요소(10)를 통한, 그리고 화살표(14)의 방향에서 중공의 바디를 가지는 요소(10)의 다이 버튼(12)에서 지지된 판금 부(16)로의 상대 운동의 결과로서, 판금부가 요소(10)의 고리형 리세스(18)로 변형되는 세팅(setting) 공정을 수행하는 직후에 요소와 협력하는 다이 버튼(12)을 통한 세로의 횡단면도를 도시한다.

일반적으로, 배치는 도시된 배치와 정확히 반대 방향에, 즉, 요소(10)가 상기에서 세팅 헤드에 의해 판금 부와 그 아래 놓인 다이 버튼으로 가압되는 방향으로 설계된다. 요소(10)는 이러한 중에 다이 버튼의 중심 세로 축(20)과 동축인, 즉, 요소(10)의 중심 세로 축(22)이 다이 버튼의 중심 세로 축(20)에 정렬해야하는, 세팅 헤드(미도시)에서 이동된다.

배치는 일반적으로 요소(10)의 세팅 헤드가 프레스의 상위 공구(tool)에 혹은 프레스의 중간 판에 부착되는 방식으로 설계되는 한편, 다이 버튼(12)은 프레스의 하위 공구에 결합되거나 그 안에 혹은 그 위에 배치된다. 그러나, 도1의 전도된 배치는 전체적으로 생각할 수 있다. 또한 세팅 공정에 프레스를 사용하는 것은 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 로보트가 세팅 공정을 수행하는데 사용될 수 있다.

도1의 오른쪽에서, 판금 부(16) 혹은 다이 버튼(12)과 직면하는 중공의 요소(10)의 끝단면의 부분에서 고리형 리세스(18)를 통한 횡단면을 볼 수 있으며, 이러한 고리형 리세스(18)는 외부 측벽(24)에 의하여 원주 외측에서 경계 지워지며, 또한 내부 측벽(26)에 의하여 원주 내측에서 경계 지워지며, 중심 세로 축에 수직으로 연장하는 베이스 표면(30)에 의하여 바닥에서 경계 지워진다.

도1의 오른쪽의 횡단면도에서, 외측벽(24)은 경사진 설계로 되어있으며, 그래서 베이스 표면(30)의 원주 치수에 비교하여 더 좁아지는 고리형 리세스(18)에서 입구를 형성한다. 내측벽(26)은 중공의 요소(10)의 원통형 펀치 섹션(32)의 원주 외부 표면에 의하여 형성된다.

평면도에서, 고리형 리세스는 원형으로 혹은 다각형으로, 예를 들어, 종래 기술에서 알려진 변형들을 가지고, 외측벽에서 8각형으로 나타날 수 있다. 원통형 펀치 섹션(32)은 판금 부의 부분에서 적어도 실질적으로 다이 버튼(12)의 내경에 상응하며 기능적으로 이 내경보다 더 작은 외부 직경(D1)을 가지는 평면도(미도시)에서 고리모양으로 둥근 것과 대조적으로 나타난다. 원통형 측벽(26)은 고리형 리세스(18)의 외측벽과 유사한 방식으로 또한 원통형 펀치 섹션(32)의 자유끝단에서 축방향으로 고리형 천공 면(34) 아래에 언더컷을 가진다는 것이 주목된다.

판금 부를 향한 너트 요소(14)의 이동 중에, 판금 부(16)는 원통형 펀치 섹션(32)의 고리형 천공 면(34)과 다이 버튼(12)의 상응하는 고리형 천공 모서리(32) 사이에서 공동작용에 의하여 천공되며, 천공된 스크랩은 다이 버튼(12)의 중앙 통로(40)를 통하여 제거된다. 더욱 용이한 배치를 위하여, 다이 버튼(12)의 중앙 통로(40)는 그의 끝단면 위에서 더 큰 직경이 제공된다. 중공의 요소(10)의 원통형 펀치 섹션(32)의 끝단면(34)은 중공 요소(10)의 접촉면(42)위의 거리(H)에 놓이므로, 먼저 펀치 이동 중에 판금 부(16)와 접촉한다. 판금 부(16)는 다이 버튼(12)의 둥글게 형성된 모서리(46)에 의해 중공 요소(10)의 둥근 모서리(44) 주위에서 변형된다. 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 부분의 끝단면(48)은 판금을 고리형 리세스(80)의 베이스 표면(30)에 가압하며, 한편으로는, 판금을 참고 번호(52)에서 지시된 바와 같이 외측벽(24)의 언더컷으로 유동할 수 있는 방식으로 변형시키고, 다른 한편으로는 고리형 리세스의 내측벽의 언더컷(27)으로 유동시킨다. 중공의 요소가 고리형 리세스(18)의 외측벽에서 다각형의 형상을 가진다면, 도5에서 확실히 도시되어있듯이, 다이 버튼(12)은 형상(shaping) 모서리(46)의 부분에서 상응하는 형상을 갖는다. 외측벽(24)이 다각형의 형상일 때, 중공 요소의 재킷(jacket) 표면(11)은 일반적으로 상응하는 형상(도4에서 도시된 바와 같이)이 제공되지만, 절대적으로 필수적인 것은 아니다.

중공 요소(10)의 재킷 면은 경사진 플랭크(54)를 그 모든 주변에 가지며, 이 경사는 중공 요소(10)의 끝단의 외측에 있는 재료가 고리형 리세스(18)의 외측벽(24)의 언더컷을 생성하기 위하여 내부로 가압되는 만큼 상승한다는 것은 주목된다.

고리형 리세스(18)가 평면도에서 다각형이므로, 회전에 대한 안전성은 판금 재료와 외부 고리의 벽(24)의 언더컷(25)과의 갈고리 결합(hooked engagement)에 의해 형성된다. 이러한 판금의 이 외부 고리 벽과의 형상 고정된, 갈고리 결합으로, 프레스-아웃 저항이 또한 생성된다.

종래 기술에서의 문제점은 고리형 리세스 내의 판금재료의 변형이 - 무엇보다도 얇고 고 강도의 판금에 있어서 - 판금재료를 완전히 언더컷으로, 무엇보다도 원통형 펀치 섹션의 언더컷(27)으로 변형하기에 충분하지 않다는 사실이다. 이것은 판금재료가 또한 고리형 리세스(18)의 외부 고리 벽(24)에 충분하게 단단히 가압되지 않는다는 것을, 즉, 프레스-아웃 힘과 비틀림 힘이 더욱 용이하게 적어도 국지적으로 판금재료의 중공 요소(10)와의 형상 고정, 갈고리 결합을 해제하고 중공 요소(10)를 느슨하게 하거나 분실의 원인이 될 수 있음을 의미한다.

도1의 오른쪽과 종래 기술에 따른 중공의 요소, 예를 들어 EP-A- 0 553 822에 따른 중공의 요소를 비교한다면, 그 차별성은 재료의 소량 공급이 세 개의 균일하게 분배된 위치들(55)에서 압입되고 판재(16)와의 개선된 갈고리 결합으로 이끄는 원통형 펀치 섹션의 부분에 제공된다는 점에서 보여질 수 있다. 세 개의 위치들(55)중 하나는 도1의 왼쪽에서 보여질 수 있다. 두 개의 다른 위치들은 도1의 단면의 외부에 놓이게되며, 도1에서는 보이지 않는다.

도1의 왼쪽에서, 다이 버튼(12)은 부분(56)에서 다이 버튼의 세로 방향으로 연장하는 치상돌기(tooth)를 가진다는 것을 알 수 있다. 상기 치상돌기는 원통형 펀치 섹션(32)의 재료를 국부적으로 압입시키며, 원통형 펀치 섹션(32)의 외부 부분에 있는 재료는 아래로 그리고 원주 외부로 변형되어, 형상 고정 방식으로 고리형 리세스(30)로 변형된 판금 재료에 놓이는 노즈(58)가 형성된다. 이 위치에서 변위된 또한 두 개의 다른 위치에서 아래로 및 원주 외부로 변위된 재료(58)는 한편으로 부분(60), 즉, 언더컷(27)의 부분에서의 재료가 중공의 요소(10)의 재료에 의해 완전히 둘러싸이는 것을 보증하여, 이 세 위치들에서 느슨해지는 것이 종래 기술에서 보다 실질적으로 더욱 어렵게된다. 더구나, 요소의 재료의 변위는 판금재가 중공 요소의 외측벽(24)의 언더컷(25)으로 더욱 단단히 가압되도록 이끌어서, 연결의 회전에 대한 안전성 및 프레스-아웃 저항이 마찬가지로 개선된다.

재료의 소량 공급의 이 전위(shifting)는 중공 요소(10)의 나사산의 원통(62)의 손상 없이 발생한다는 것이 주목된다. 참고 번호(63)는 나사산 원통의 끝단에서 보편적인 원뿔 챔퍼들(chamfers)을 지시한다.

참고 번호(64)는 고리형 리세스(18)의 베이스 표면(30)과 외측 면(24) 사이의 변환점에 배치되는 노즈나 웨브를 지칭한다. 측면도에서 삼각형의 형상인 이 노즈 또는 웨브는 선택적으로 나타날 수 있다. 몇 개의 그러한 노즈들이나 웨브들이 중공 요소(10)의 중심 세로 축(22)의 주위에 균일하게 배치되는 그것을 따른다. 판금부가 노즈들 주위에서 그 사이에 놓인 언더컷(27)의 부분으로 변형되므로, 이 노즈들이나 웨브들은 중공의 요소(10)와 판금 부(16) 사이에서의 회전에 대한 연결의 안전성을 증진시킨다. 노즈들이나 웨브들은 판재(sheet material)에서의 갈라짐(cracks)을 피하기 위하여 바람직하게 둥근 모서리들 갖는다.

도1은 현명한 변경이 실질적으로 종래에 알려진 이러한 종류의 천공 너트들의 특성을 개선할 수 있는 방법을 도시한다. 그러나, 도1의 실시예는 더욱 개선될 수 있다.

그 이상의 가능한 개선은 도2에서 도시되며, 고리형 리세스(18)의 베이스 표면(30)과 원통형 펀치 섹션(32)의 언더컷 외측벽(26) 사이의 변환 부에서 그 이상의 웨브들이나 노즈들(66)을 제공함으로써 가능하다. 노즈들이나 웨브들(66)은 노즈들과 웨브들(64)과 유사한 방식으로 형성 및 배치되며, 적소에 혹은 노즈들이나 웨브들(64)에 추가로 제공될 수 있다.

그러나, 더욱 중대한 개선들이 또한 성취될 수 있다.

먼저, 도2의 두 선들(68, 70)은 요소의 주변 접촉면(42)이 경사진 플랭크(54)의 결과로서 K만큼 더 작으며, 중공 요소(10)의 재킷 면(11)의 외부 치수를 통하여 가능하다는 것을 분명하게 한다. 이것은 모서리(72) 외부의 중공 요소(10)의 재료가 더 크게 소모되었다는 것을 의미한다.

이러한 종류의 소모는 도3의 중공의 요소(10)에서는 나타나지 않는다. 이러한 보기에서, 모든 그 이상의 보기들에서와 같이, 동일한 참고 번호들이 공통의 부분들에 사용되어져서, 차이점들이 특별히 기술되지 않는다면, 부분들의 기능적 설계에 대한 이전의 설명이 또한 동일한 참고 번호들을 가지는 부분들에도 적용됨을 추측할 수 있게 한다. 즉, 이전에 설명된 변형들에 관한 중요한 차이(deviation)만이 설명될 것이다.

도3내지 4의 실시예들에서, 쐐기형(wedge-like) 리세스들(74)이 요소의 외주로 연장하는 접촉 면(42) 주위의 전체 여덟 개의 위치들에 제공되며, 냉각 헤드 공정(cold heading process)에 의하여 생성된다. 이 리세스들(74)은 원주 방향으로 고리형 리세스(18)로 돌출하고 고리형 리세스(18)의 외측벽(24)에서 상응하는 위치들에서 언더컷(25)을 형성하는 노즈들(76)을 생성한다.

프레스-인(pressing-in) 공정 중에, 판금 부(16)의 재료는 웨지형 리세스들(74)과, 노즈들(76)사이의 부분들(78)로 변형되어, 회전에 대한 강화된 안전성이 이전 실시예들에 비하여 상대적으로 생성된다.

언더컷들은 동등한(comparable) 프레스-아웃(press-out) 저항을 생성하기에 완전히 충분하다.

언더컷들은 경사진 플랭크(54, 이전의 실시예에서)의 생성에 의해 형성되지 않으므로, 접촉면(42)은 이전의 실시예들에서보다 도3내지 4의 실시예에서 실질적으로 더 크다. 한편, 이것은 공정 시에 하위 표면 압력을 성취하는데 혹은 더 부드러운 판금들과 함께 중공의 요소들을 사용하는데 이용될 수 있다. 그러나, 중공 요소(10)의 외부 치수들은 또한 기계적 특성의 손실에 대한 염려 없이 이전 실시예들에 상대적으로 감소될 수 있다. 즉, 요소들은 더 가벼우며, 더 합리적인 비용으로 제조될 수 있다. 접촉면(42)의 외부 모서리(43)는 단순히 작은 반경, 예를 들어 0.5mm가 제공된다.

그러나, 도3내지 4는 중공 요소(10)에서 원통형 펀치 섹션(32)의 그 이상의 개선점을 도시하고 있다. 이것은 고리형 어깨부(80)를 통하여 더 큰 직경의 고리형 부분(82)으로 몰입된 고리형 끝단면(34)을 가진다. 판금 부(16)의 가공재료 위의 다이 버튼(16)의 이들(teeth)(56)에 의해 요소의 원통형 펀치 섹션의 언더컷(27)으로 변위된 가공재료(58)는 고리형 어깨부(80) 아래의 원통형 펀치 섹션의 부분으로부터 시작되며, 너트 요소의 나사산 원통(62)의 변형의 위험은 더욱 감소된다.

측면에서 대략적으로 삼각형인 노즈들(84)은 고리형 어깨부(80)의 부분에서 제공되며, 그의 하위 측에서 어깨부(80)의 재료로 몰입되며, 그 원주방향 내측의 부분에서 원통형 펀치 섹션의 원통형 끝단면(34)의 재료로 몰입된다. 도4의 평면도에서 쉽게 알 수 있듯이, 이러한 노즈들(84)은 한편으로는 중공 요소(10)의 원통형 펀치 섹션을 굳게(stiffen)하며, 다른 한편으로는 원통형 펀치 섹션의 고리형 끝단면(34)을 지지하여, 이 부분의 원통형 펀치 섹션의 붕괴를 염려할 필요가 없다.

한편으로, 이러한 설계는 천공된 스크랩(88)이 다이 버튼의 중앙 통로(40)를 통하여 더욱 용이하게 슬라이드할 수 있도록, 참고 번호(90)에서와 같이, 그의 외부에서 다수 둥글게 형상 지어지도록 이끈다.

그러나, 도3 내지 4의 실시예들에 따른 원통형 펀치 섹션의 설계는 또한 원통형 펀치 섹션의 부분에서의 언더컷(27)이 복잡한 회전에 의해 원통형 펀치 섹션을 원주 외부로 변형할 필요 없이 냉각 헤드 공정에 의하여 생성될 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 원통형 펀치 섹션의 변형, 즉, 고리형 어깨부(80)의 제공, 언더컷(27)의 형성 및 노즈들(84)의 형성이 나사산 원통(62)의 절단 이전에 발생하므로, 이것을 통하여 원통형 펀치 섹션의 변형을 염려할 필요가 없다. 본 발명의 요소의 제조는 냉각 헤드 공정에 의하여 가능하며, 비교적 간단하다.

도5내지 6은 도3내지 4의 요소와 함께 사용될 수 있는 다이 버튼(12)을 각각 단면도 및 횡단면도로 도시한다. 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 섹션(38)이 일반적으로 상응하는 너트 요소의 접촉면(42)에 평행으로 그리고 중심 축(20)에 수직으로 연장하는 고리형 어깨부(39)로부터 돌출하는 것은 도5의 단면도로부터 분명하다. 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 섹션(38)은 원형의 주변으로 연장하는 관통 모서리(92)를 가지며, 다각형의, 여기서는 팔각형의, 도6의 참고 번호(96)에서는 약간 둥근 반경 외부의 형상 모서리(94)를 가진다.

세 개의 이들(teeth)(56)이 도5의 평면도에 도시되어있다. 이러한 이들이, 다이 버튼의 중심 세로 축(22)에 관련된 각각의 경우에 있어서, 약30°정도의 각도로 연장하며, 끝단면의 부분에서 다이 버튼(12)의 중앙 통로의 반경(R)에 관하여 비교적 작은 반경 치수(r)를 갖는 것이 주목된다. 30°의 각도는 중요한 것이 아니며, 가이드 수치로서 단순히 주어진 것이다.

이들(teeth)(56)의 끝단면들(98)은 실질적으로 다이 버튼의 자유 끝단(48)으로부터 뒤로 설정되며, 적어도 실질적으로 축(22)에 원주방향으로 연장하는 스텝(step) 요소들을 형성한다는 것은 도6으로부터 분명하다. 이것은 천공된 스크랩이 중공의 요소(10)의 원통형 펀치 섹션과 다이 버튼의 원주방향으로 연장하는 원형의 천공 모서리(92) 사이에서의 공동작용(cooperation)을 통해 이미 발생했을 때, 그것들을 먼저 사용하게됨을 의미한다.

판금재료가 리세스의 언더컷(25)을 포함하여 고리형 리세스(18)의 팔각형 외측벽(24)과 밀접한 관계에 높이게되는 것은, 도3에서도 사용되는, 도5에서의 다이 버튼(12)의 섹션(38)의 팔각형의 형상을 통하여 보증된다.

리브(ribs)나 스플라인으로 지칭될 수도 있는 세 개의 이들(teeth)(56)은 이미 합당한 결과들로 이끌며, 이 이들의 수는 세 개로 한정되지 않는다. 원칙적으로, 원하는 어떠한 수의 이들도 사용 가능하다. 이가 더 많을수록, 각각의 주변 치수들은 바람직하게 더 작아진다.

마침내, 천공된 스크랩(88)이 선택적으로, 필요하면, 이젝션 플런저(ejection plunger)에 의해 초래될 수 있는 체임버(chamber)(40)를 통하여 배치될 수 있다는 가정 하에 또한, 나사산 원통(62)이 바람직하지 않게 손상되거나 변형되지 않는다는 가정을 하여, 이들(teeth)(56)을 주변으로 연장하는 고리형 어깨부 - 혹은 스텝(step) -에 의해 교체하는 것을 생각할 수 있다.

도7은 도1의 실시예와 도3내지 4의 실시예 사이에 해당하는 실시예를 도시한다. 여기서, 쐐기형 리세스들(74)은 마찬가지로 중공의 요소(10)의 주변에서 연장하는 접촉면(42)에 제공된다. 그러나, 원통형 펀치 섹션(32)은 도1의 원통형 펀치 섹션(32)에 따라서, 즉, 대략적으로 종래 기술에 따라서, 그러나, 다이 버튼(도7에서는 미도시)의 이들(teeth)(56)에 의한 변형을 위하여 요구되는 재료의 공급을 제공함으로써, 필수적으로 실현된다.

참고 번호들(64, 66)은 이러한 실시예에서, 노즈나 웨브들이 또한 고리형 리세스(18)의 베이스 면(30)과 외측벽(24) 사이의 그리고/또는 언더컷 측벽(26)의 부분에서 변환기의 부분에서 제공된다는 것을 도시한다.

마침내, 도8은 도3의 실시예의 그 이상의 개선점을 도시하며, 추가적인 노즈들(64)이 고리형 리세스(18)의 베이스 면(30)으로부터 외측벽(24)으로의 변환기의 부분에 제공된다. 이 실시예는 또한 고리형 어깨부(80)가 선택적으로 더 깊게 배치될 수 있어서, 어떠한 조건들에서는 장점이 될 수 있다는 것을 도시한다.

요소의 외부 형상은 혹은, 요소가 볼트 요소라면, 헤드 부의 외부 형상은 원칙적으로 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 원형이나 타원형 또는 다각형일 수 있으며, 또한 홈이 파여지거나 날카로운 윤곽을 가질 수 있다. 게다가, 고리형 리세스(18)는 또한 원하는 대로 선택될 수 있으며, 또한 적어도 고리형 리세스의 외벽에 관련된 한은 원형의, 타원형의, 홈이 파여진, 혹은 고리형 윤곽을 가질 수 있다. 고리형 리세스의 윤곽이 원칙적으로 요소의 혹은 요소 헤드의 외부 윤곽과는 독자적으로 선택될 수 있지만, 일반적으로 고리형 리세스가 적어도 실질적으로 요소나 요소 헤드의 외부 윤곽과 동일한 형상의 외부 윤곽을 가지는 것이 가장 편리할 것이다. 그것에 대한 이유는 원형이 아닌 윤곽을 가지는 고리형 리세스는 조화되는 외부 윤곽을 가지는 돌출하는 원통형 돌출부(38)를 가지는 다이 버튼의 사용을 수반할 것이기 때문이다. 그래서, 사용될 다이 버튼과 요소가 중심 세로 축(20)에 상대적으로 동일한 각의 정렬을 가지는 것이 필요하다. 고리형 리세스가 둥글지 않은 외부 윤곽을 갖는다면, 이것은 요소의 명확한 방위가 각각의 공구에서 다이 버튼의 방위와 조화될 세팅 헤드(setting head)에서 상술될 수 있는 것을 보증하기 때문에 요소의 혹은 요소 헤드의 외부 윤곽이 동일한 혹은 관련된 형상인 것이 가장 편리하게 정렬될 수 있다.

하나의 요소가 다양한 판금 두께로, 예를 들어 0.5mm내지 3mm의 두께로 사용될 수 있음은 이미 지적되었다. 본 발명에 따른 요소들은 넓은 범위의 재료들로 사용될 수도 있다. 특히, FPO 스틸 3, 4, 5 및 그 이상의 스틸과 같은 상업적으로 이용 가능한 드로잉(drawing) 특성의 재료들이 사용될 수 있다. 게다가, 소위 ZSTE 특성의 고 강도 스틸들로부터 예를 들어 ZSTE 480을 포함하여 최고 강도의 수준에 이르는 스틸들로 요소들이 또한 사용될 수 있다. 게다가, 알루미늄과 저 합금(light alloy)의 금속판들로 요소들이 사용될 수 있다.

요소들이 냉각 형성보다는 기계 가공하는 것에 의해 형성된다면 다른 스틸들도 사용될 수 있지만, 요소들은 압도적으로 DIN 1654에 따른 냉각 형성 스틸 재료로 만들어질 것이다. 8등급(class 8) 이상의 강도를 위해서는, 선택되어지는 냉각 형성 스틸 재료가 일반적으로 ISO 989 part 2에 따라서 가열 처리될 것이다. 그러한 냉각 형성 재료로 만들어진 요소들은 요소들을 판금 패널 및 부품들에 부착하기 위해 산업상 발생되는 모든 일반적인 요구사항들을 만족시킬 수 있다.

상기에서 설명된 대로, 본 발명에 사용되는 다이 버튼은 일반적으로 중심 세로 축(22)에 평행인 요소의 재료의 선형 변위(linear displacement)를 생성하는 일반적으로 참고 번호(56)와 같은, 그러나, 선택적으로 일반적으로 요소의 축의 방향으로 재료의 고리를 전이(shift)하는 고리 어깨부의 완벽한 형상을 취할 수 있는 치상돌기(teeth)를 포함할 것이다. 각각의 경우에 있어서, 요구되는 다이 버튼은 다이 버튼의 끝단면, 즉, 사용할 때에 판금 패널에 직면하는 끝단면으로부터 뒤로 설정되는 다이 버튼의 중앙 통로에 치상돌기(teeth)나 고리형 어깨부가 있는 특별한 설계를 가질 것이다. 이것은 고리형 리세스에서 패널 재료를 고정하기 위하여 치상돌기(teeth)나 고리형 어깨부가 재료를 요소의 원통형 펀치 부로부터 전이(shift)하기 전에 다이 버튼의 끝단면이 패널을 고리형 리세스로 가압하는 것을 보증한다.

고리형 리세스의 베이스 벽(30)이 편리하게 일반적으로 평평하고 요소의 중심 세로 축(22)에 수직으로 만들어지지만, 또한 고리형 리세스 내에서 언더컷 아래의 재료를 전이(shift)하기 위하여 종래 기술에서 알려진 것과 같은 특별한 목적을 위하여 특별한 윤곽을 가질 수 있다.

Claims (19)

1. 판형 부품(16)에 부착하기 위한, 예를 들어 중공의 바디를 가지는 요소 혹은 볼트 요소, 특히 너트 요소인, 요소(10)로서,

   고리형 리세스(18)가 상대적으로 상대적으로 높은(raised) 고리형 접촉면(42)내에서 부품(component)에 접하는 상기 요소(10)의 끝단면에 존재하며,

   적어도 하나의 언더컷(25, 27)이 바람직하게 상기 리세스(18)의 측벽(24, 26)에 제공되며, 또한 회전에 대한 안전성을 제공하는 윤곽들(features)(74, 76)이 제공되며, 그리고

   상기 요소의 중심 세로 축(22)과 동심인 원통형 펀치 섹션(32)이 상기 고리형 리세스 내에서 상기 끝단면에서 돌출하며, 상기 펀치 섹션의 상기 외부 경계 벽(26)이 바람직하게 고리형 언더컷(27)을 가지는,

   이전에 상기 다이 버튼(12)에 의하여 그 자신과 상기 고리형 리세스(18)의 베이스 표면(30) 사이에서 상기 고리형 리세스(18)로 미리 가압된 상기 부품(16)의 재료를 고정하거나 포착하기 위하여, 재료의 공급(material supply)(52)이 상기 원통형 펀치 섹션의 상기 자유끝단(34)에 혹은 그에 인접하여 형성되고 상기 요소를 상기 고리형 리세스(18)로 삽입할 때 상기 다이 버튼(12)에 의하여 최소한 국부적으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는,

   판형 부품(16)에 부착하기 위한, 예를 들어 중공의 바디를 가지는 요소 혹은 볼트 요소, 특히 너트 요소인, 요소.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 리세스의 외측벽(24)이 적어도 기존에 알려진 방식으로 평면도에서 볼 때 적어도 실질적으로 다각형의 형상인 것을 특징으로 하는, 요소.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 회전에 대한 안전성을 위하여 다수의 바람직하게 상호 일정간격이 띄워진 리세스들(74)이 상대적으로 높은(raised) 주변으로 연장하는 접촉면(42)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 요소.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 상대적으로 높은 부분들(76)이 상기 리세스(18)의 외측벽(24)에 제공되고 언더컷들(25)을 형성하며, 상기 고리형 접촉면(42)의 상기 리세스(74)에 상응하는 주변 위치들에도 제공되는 것을 특징으로 하는, 요소.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 리세스(18)의 상기 외측벽(24)의 형상이 평면도에서 다각형일 때, 상기 외측벽의 상기 상대적으로 높은 부분들(76)이 상기 다각형의 측벽의 각각의 측면에서 최소한 대략적으로 중심에 제공되는 것을 특징으로 하는, 요소.
6. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 회전에 대한 안전성을 제공하는 노즈들(noses)이 상기 고리형 리세스(18)의 상기 베이스 면(30)으로부터의 변환의 부분에서 상기 외측벽(24)에 제공되며 바람직하게는 균일하게 상기 요소(10)의 중심 세로 축(22) 주위에 분포하는 것을 특징으로 하는, 요소.
7. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 회전에 대한 안전성을 제공하는 노즈들(66)이 상기 고리형 리세스(18)의 베이스 면(30)과 원통형 펀치 섹션(32) 사이의 변환의 부분에서 제공되며 상기 요소(10)의 중심 세로 축(22) 주위에 바람직하게 균일하게 분포하는 것을 특징으로 하는, 요소.
8. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 바람직하게 고리형 언더컷(27)을 가지는 상기 원통형 펀치 섹션(32)이 적어도 실질적으로 상기 요소나 펀치 섹션(32)의 중심 세로 축(22)에 수직으로 배치되고 고리형 어깨부(80)를 통하여 더 큰 직경의 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 고리형 부분(82)으로 몰입(merge)되는 고리형 끝단면(34)을 가지며, 상기 고리형 부분(82)은 상기 원통형 섹션(32)의 상기 자유끝단면(34)으로부터 뒤로 설정되는 것을 특징으로 하는, 요소.
9. 청구항 8에 있어서, 더 큰 직경의 상기 원통형 펀치 섹션의 상기 고리형 부분(82)이 고리형 언더컷(27)을 통하여 상기 고리형 리세스(18)의 상기 베이스 부분(13)으로 몰입하는 것을 특징으로 하는, 요소.
10. 청구항 8 또는 9에 있어서, 노즈들(84) 혹은 웨브들(webs)이 상기 원통형 펀치 섹션의 상기 고리형 어깨부의 부분에 배치되며 바람직하게 상기 요소(10)의 중심 세로 축(22) 주위에 균일하게 배치되며, 상기 노즈들 혹은 웨브들이 바람직하게 상기 원통형 섹션(32)의 상기 자유끝단면(34)으로부터 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 상기 고리형 부분(82)의 외부 직경에까지 연장하며 측면에서 볼 때 대략적으로 삼각형의 형상인 것을 특징으로 하는, 요소.
11. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 상기 자유끝단면(34)이 상기 상대적으로 높은 주변으로 연장하는 접촉면(42)위로 돌출하는 것을 특징으로 하는, 요소.
12. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 너트나 중공의 바디의 요소를 가지고, 상기 원통형 펀치 섹션(32)이 상기 요소(10)가 삽입되는 동안에 나사산(62)의 혹은 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 중공의 보어(bore)의 변형을 방지하는 치수들을 가지는 것을 특징으로 하는, 요소.
13. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 판형 부품들(16), 특히 다른 두께들을 가지는 판금부들(sheet metal parts)이 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 요소.
14. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상대적으로 높은 접촉면(42)이 상기 요소의 원주 외부에서 적어도 실질적으로 수직으로 몰입하며, 선택적으로 작은 반경, 바람직하게는 0.5mm보다 더 작은 반경을 통하여 상기 요소(10)의 상기 외측 면으로 몰입하는 것을 특징으로 하는, 요소.
15. 기능적 요소의 형태로서의 요소(10)를, 특히 청구항 1 내지 14에 따른 기능적 요소를 판형 부품에 삽입하는 방법으로서,

    상기 기능적 요소가 하나의 끝단면에서 이 끝단면에 나타나는 고리형 리세스(18)의 원주 내부의 경계 벽(26)을 형성하는 돌출하는 원통형 펀치 섹션(32)을 가지며, 상기 고리형 리세스는 평면도에서 볼 때 적어도 실질적으로 다각형의 형상인, 그러나 선택적으로 둥근 원형이나 타원형 또는 홈이 있는 형상일 수 있는 외부 경계 벽(24)을 가지며, 또한 상기 기능적 요소의 중심 세로 축(22)에 실질적으로 수직인 베이스(30)를 가지며,

    상기 외부 경계벽(24)은 수직으로 연장하는 언더컷(25)을 형성하기 위하여 세로 축(22)으로 경사져있거나, 다수의 불연속의 언더컷들(76)을 형성하기 위하여 적어도 국부적으로 세로 축(22)에 경사져있으며, 상기 내부 경계 벽(26)은 마찬가지로 상기 펀치 섹션의 상기 자유끝단면의 방향에서 바람직하게 언더컷(27에서)이며,

    상기 기능적 요소(10)의 상기 펀치 섹션(32)은 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 섹션에 의하여 그의 타측에서 지지되는 판형 부품(16)의 일 측으로의 이동을 설정하는 동안 가압되며, 그것에 의하여 상기 다이 버튼(12)의 상기 돌출하는 원통형 섹션의 중앙 통로(40)를 통하여 배치되는 천공된 덩어리(slug)(88)가 발생하며, 그리고

    상기 다이 버튼의 펀치 섹션이 판금재료를 상기 고리형 리세스(18)와 상기 언더컷들(25, 76)로 변형시키는,

    상기 요소의 펀치 섹션(32)이 재료를 그의 외주로부터, 상기 부품(16)에 직면하는 그의 끝단면에서 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 외부 직경보다 더 큰 내부 직경인, 그러나 고리형 스텝이나 상기 천공 모서리(92)의 원주 내부로 연장하는 하나나 그이상의 스텝 요소를 가지는 원형의 외주로 연장하는 천공 모서리(92)를 가지는 돌출하는 원통형 섹션(38)을 가지는 다이 버튼을 사용하여 바람직하게는 일반적으로 축의 방향으로 변위 시키는 것에 의하여 만입되며, 상기 고리형 스텝이나 스텝 요소는 그의 중앙 통로 내에서 상기 다이 버튼의 상기 돌출하는 원통형 섹션(38)의 일끝단면(48)에서부터 뒤로(h) 설정되며, 상기 고리형 스텝이나 스텝 요소는 그들이 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 반경 크기의 일부분과 상기 나사산 원통(62)의 반경 외부 위에서 원주 외부에서 상기 요소(10)의 상기 원통형 펀치 섹션(32)과 접하도록 반경의 크기(r)를 갖는 것을 특징으로 하며,

    가공재료(52)가 상기 고리형 리세스(18)의 내측벽(26)으로부터 적어도 실질적으로 원주방향으로 상기 고리형 리세스(18)로 돌출하고 거기서 상기 다이 버튼의 상기 돌출하는 원통형 섹션의 상기 끝단면(48)에 의하여 이전에 상기 고리형 리세스로 가압된 판형 부품(16)의 재료에 맞물리고 이 재료를 그 자신과 상기 고리형 리세스(18)의 상기 베이스 면(30) 사이에서 바람직하게 고정하는 방식으로 상기 요소의 상기 펀치 섹션(32)으로부터 상기 고리형 리세스(18)로 변위되는,

    기능적 요소의 형태로서의 요소(10)를, 특히 청구항 1 내지 14에 따른 기능적 요소를 판형 부품에 삽입하는 방법.
16. 기능적 요소의 형태로서의 요소(10)를, 특히 청구항 1 내지 14항들 중 어느 하나에 따른 기능적 요소를 판형 부품(16)에 삽입하는 방법으로서,

    상기 기능적 요소가 하나의 끝단면에서 이 끝단면에 나타나는 고리형 리세스(18)의 원주 내부의 경계 벽(26)을 형성하는 돌출하는 원통형 펀치 섹션(32)을 가지며, 상기 고리형 리세스의 상기 외부 경계 벽(24)은 평면도에서 볼 때 적어도 실질적으로 다각형의 형상이며, 그러나 선택적으로 둥근 원형이거나 타원형 혹은 홈이 파인 형상일 수 있으며, 그리고 상기 고리형 리세스(18)의 베이스(30)는 상기 기능적 요소의 중심 세로 축(22)에 실질적으로 수직이며,

    상기 외부 경계 벽(24)이 주변으로 연장하는 언더컷(25)을 형성하기 위하여 상기 세로 축(22)으로 경사져있거나, 다수의 불연속 언더컷들(76)을 형성하기 위하여 적어도 국부적으로 상기 세로 축(22)에 경사져있으며, 상기 내부 경계 벽(26)이 마찬가지로 바람직하게 상기 펀치 섹션의 상기 자유끝단면의 방향에서 언더컷(27)이며,

    상기 기능적 요소(10)의 상기 펀치 섹션(32)이 그의 타측에서 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 섹션에 의하여 지지되는 판형 부품(16)의 일 측으로 이동을 설정하는 동안에 가압되며, 그것에 의해 다이 버튼(12)의 돌출하는 원통형 섹션의 중앙 통로(40)를 통하여 배치되는 천공된 덩어리(slug)(88)가 발생하며, 그리고

    상기 다이 버튼의 상기 펀치 섹션이 판금 재료를 고리형 리세스(18)와 언더컷들(25, 76)로 변형시키는,

    상기 요소의 상기 펀치 섹션(32)이 상기 고리형 리세스(18)의 상기 내측벽(26)으로부터 적어도 실질적으로는 원주방향으로 상기 고리형 리세스(18)로 돌출하고 거기서 이전에 상기 고리형 리세스로 상기 다이 버튼의 상기 돌출하는 원통형 부분의 상기 끝단면(48)에 의해 가압되고 바람직하게 이 재료를 그 자신과 상기 고리형 리세스(18)의 상기 베이스 면(30) 사이에서 고정시키는 판형 부품(16)의 재료 위에 맞물리는 방식으로 가공 재료(52)가 상기 요소의 펀치 섹션(32)으로부터 상기 고리형 리세스(18)로 변위되는 방식으로 상기 다이 버튼의 중앙 통로로 원주내부로 돌출하고 상기 다이 버튼의 상기 돌출하는 원통형 섹션의 끝단면으로부터 뒤로 설정되는 그의 돌출하는 원통형 펀치 섹션 내에서 원주방향으로 배치된 치상돌기(teeth)(56)를, 예를 들어 두 개 내지 여섯 개의 치상돌기(teeth)를 가지는 다이 버튼을 사용하여 그의 끝단면에서 국부적으로 만입되는 것을 특징으로 하는,

    기능적 요소의 형태로서의 요소(10)를, 특히 청구항 1 내지 14항들 중 어느 하나에 따른 기능적 요소를 판형 부품(16)에 삽입하는 방법.
17. 청구항 1 내지 14중 어느 하나에 따른 요소(10)와, 판형 부품(16)을, 특히 판금 부품을 포함하는 부품 조립체로서,

    상기 판형 부품의 재료가 상기 접촉면(42)에 접하고, 적어도 외측벽(24)과 베이스 벽(30)에서 상기 고리형 리세스(18)의 윤곽을 그리며(line), 그 안에서 상기 원통형 펀치 섹션으로부터 원주방향으로 돌출하며 바람직하게 재료를 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 외부로부터 선형으로 변위 시킴으로써 생성된 고리형 스텝이나 국부적인 노즈들(58)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는,

    청구항 1 내지 14중 어느 하나에 따른 요소(10)와, 판형 부품(16)을, 특히 판금 부품을 포함하는 부품 조립체.
18. 청구항 15에 따른 방법으로 특히 청구항 1 내지 14중 어느 하나의 항에 따른 요소(10)와 함께 사용하고 청구항 17에 따른 부품 조립체를 형성하기 위한 다이 버튼(12)으로서,

    그것이 상기 부품(16)과 직면하는 상기 끝단면에서 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 외부 직경 보다 더 큰 내부 직경인 원형의 주변으로 연장하는 천공 모서리(92)를 가지는 돌출하는 원통형 섹션(38)을 가지며, 상기 원통형 섹션(38)은 상기 천공 모서리(92)의 원주 내부로 연장하고, 그의 중앙 통로 내에서 상기 다이 버튼의 상기 돌출하는 원통형 섹션(38)의 끝단면(48)으로부터 뒤로(h) 설정되는 고리형 스텝 또는 하나나 그 이상의 스텝 요소들(98)을 가지며, 상기 고리형 스텝이나 스텝 요소들은 그들이 그의 원주 외부의 부분에서 상기 원통형 펀치 섹션(32)의 반경 크기의 일부분의 위와 그 안에 제공된 나사산 원통(62)의 원주 방향 외부로 상기 요소(10)의 상기 원통형 펀치 섹션(32)과 접촉하도록 반경 크기(r)를 가지는 것을 특징으로 하는,

    청구항 15에 따른 방법으로 특히 청구항 1 내지 14중 어느 하나의 항에 따른 요소(10)와 함께 사용하고 청구항 17에 따른 부품 조립체를 형성하기 위한 다이 버튼(12).
19. 청구항 18에 있어서, 상기 돌출하는 원통형 섹션(38)이 사용되는 요소(10)의 고리형 리세스(18)의 상기 외측벽(24)의 윤곽과 상응하는 외부의 윤곽을 가지며, 대략적으로 그것이 함께 사용될 판형 부품 두께의 두 배와 동일한 양으로 상기 고리형 리세스(18)의 상기 외측벽(24)의 직경 보다 더 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는, 다이 버튼(12).