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KR20210031982A - 작은 축방향 힘의 밀봉 시스템 - Google Patents

작은 축방향 힘의 밀봉 시스템 Download PDF

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KR20210031982A
KR20210031982A KR1020217005515A KR20217005515A KR20210031982A KR 20210031982 A KR20210031982 A KR 20210031982A KR 1020217005515 A KR1020217005515 A KR 1020217005515A KR 20217005515 A KR20217005515 A KR 20217005515A KR 20210031982 A KR20210031982 A KR 20210031982A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
deformable
fastening system
washer
bolt
fastener
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020217005515A
Other languages
English (en)
Inventor
맥스 쥬엔겔
제러마이아 슬레이터
Original Assignee
아큐먼트 인털렉추얼 프로퍼티즈 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아큐먼트 인털렉추얼 프로퍼티즈 엘엘씨 filed Critical 아큐먼트 인털렉추얼 프로퍼티즈 엘엘씨
Publication of KR20210031982A publication Critical patent/KR20210031982A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

변형 가능 체결 시스템은, 통상적인 체결 시스템보다 감소된 클램프 하중으로 함께 밀봉되는, 변형 가능 부재 및 교합 부재를 갖는다. 변형 가능 부재는 체결구를 설치하는데 요구되는 축방향 힘을 감소시킨다. 시스템은 볼트의 헤드 아래에서 하나 이상의 단차부를 갖는 다양한 체결구, 또는 적어도 하나의 단차부 또는 적어도 하나의 테이퍼를 갖는 변형 가능 와셔의 설치와 관련하여 사용될 수 있다. 단차형 구성은, 단차형 부분이 교합 부재와 접촉되는 곳에서, 감소된 접촉 면적을 제공하고, 이는 소정의 토크를 위한 감소된 클램핑력 범위로 전환된다. 따라서, 체결구를 적절히 설치하는데 있어서 작은 축방향 힘이 필요하다. 대안적으로, 고정 특징부 및 단차형 하부헤드를 갖는 비-변형 가능 볼트는 그러한 볼트가 고박 재료 내에 고박될 때, 변형된 고박 재료와 함께 밀봉부를 형성한다.

Description

작은 축방향 힘의 밀봉 시스템
본 발명은 일반적으로, 플로우 볼트(flow bolt)와 같은 볼트를 효과적으로 설치하는데 요구되는 클램핑력을 감소시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
하나 이상의 체결구를 이용하여 둘 이상의 재료들을 함께 조립할 때, 재료들을 함께 클램핑하는 체결구가 클램프 하중 또는 클램핑력을 제공한다. 클램핑력은 재료들을 함께 적절히 고정할 수 있을만큼 충분히 커야하는 반면, 그러한 클램핑력은 고정되는 재료를 손상시킬 정도로 크지 않아야 한다.
적절한 양의 클램핑력만을 인가하기 위한 시도에서, 종종 토크 렌치를 이용하여 체결구를 조인다. 토크 렌치는, 인가되는 토크의 양과 관련된 시각적 표시를 제공하는 다이얼을 포함한다. 너무 큰 클램핑력이 인가되는 것을 방지하기 위해, 캡슐화된 액체와 같은, 다른 클램프 하중 표시 장치가 산업계에서 종종 이용된다.
일부 적용예는 플로우 볼트를 필요로 한다. 플로우 볼트는, 하나 이상의 지점에서 밀봉을 제공하면서도, 볼트의 샤프트를 통해서 형성된 관통 홀을 따라서 또는 볼트의 샤프트를 따라 제공된 유체 유동 경로를 따라서 유체 유동을 허용하도록 특별히 구성된 볼트이다. 예를 들어, 일부 플로우 볼트는, 나사산을 가로질러 절취되거나 달리 형성된 하나 이상의 외부 세로 홈(flute)을 갖는다. 나사산을 가로질러 형성된 하나 이상의 외부 세로 홈을 갖는 플로우 볼트의 결과로서, 플로우 볼트는 일반적으로, 볼트 또는 너트 부재의 나사산이 마멸(stripped)되기 전까지, 작은 클램핑력을 핸들링할 수 있다. 더 구체적으로, 플로우 볼트 및/또는 너트 부재 상의 나사산은, 적절한 밀봉을 달성하기 위한 충분한 축방향 힘을 달성하기 위한 시도에서 체결구를 조이는 동안, 더 쉽게 마멸될 수 있다. 나사산을 가로질러 절취되거나 달리 형성된 하나 이상의 외부 세로 홈을 가지지 않는 표준 플로우 볼트 조차도, 볼트의 작은 횡단면 면적으로 인해서, 감소된 클램프 하중을 요구한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 플로우 볼트(10)가 사용되는 하나의 전형적인 적용예는 모터 차량용 브레이크 호스(12)와 관련된다. 더 구체적으로, 하나의 금속 와셔(20)가 플로우 볼트(10)의 헤드(22)와 브레이크 호스(12)의 단부에 있는 연결부(16) 사이에 위치설정되도록, 그리고 다른 금속 와셔(24)가 연결부(16)와 플로우 볼트(10) 상의 너트 부재와 같은 고정 부재(26) 사이에 위치설정되도록, 플로우 볼트(10)는 브레이크 호스(12)의 단부에서 연결부(16) 내의 보어(14)를 통해서 삽입된다. 이어서, 플로우 볼트(10)가 조여져, 양 와셔(20, 24)가 압축되게 하고, 그에 의해서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 연결부(16)와 와셔(20, 24)의 각각의 사이에서 밀봉부를 형성한다. 플로우 볼트(10)의 설치 중에 와셔(20, 24)가 반드시 압축되어야 하기 때문에, 전형적으로 구리가 와셔를 위한 재료로서 선택된다. 또한, 와셔가 설치 중에 효과적으로 압축되거나 압궤되기 때문에, 그러한 적용예에서 사용되는 와셔는 종종 "압궤 와셔(crush washer)"로 지칭된다.
구리 와셔(20, 24)와 브레이크 호스(12)의 단부에 위치되는 연결부(16) 사이에서 적절한 밀봉부를 형성하기 위해서, 충분한 축방향 힘이 플로우 볼트(10)에 인가되어야 한다. 다시 말해서, 구리 와셔(20, 24)가 밀봉부를 형성할 정도로 강하게 연결부(16) 내로 눌리도록, 플로우 볼트(10) 및 너트 부재(26)가 충분히 조여져야 한다. 그러나, 특히 볼트가 나사산을 가로질러 하나 이상의 외부 세로 홈(28)을 포함하는 경우에, 이러한 밀봉부를 형성하기에 충분한 축방향 힘을 달성하는 동안, 플로우 볼트(10) 및/또는 너트 부재(26) 상의 나사산이 마멸될 수 있다.
본 발명의 실시예의 목적은, 통상적인 체결 시스템을 밀봉하는데 요구되는 것보다 변형 가능 체결 시스템을 밀봉하기 위한 감소된 클램프 하중을 필요로 하는 변형 가능 체결 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 목적은, 체결 부재를 적절히 설치하는데 요구되는 축방향 힘을 감소시키는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은, 와셔 및 볼트 조합, 볼트 또는 플로우 볼트와 같은 체결구가 설치될 때 희망 클램프 하중을 얻는데 요구되는 축방향 힘을 감소시키는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은 소정의 토크를 위한 클램핑력 범위의 감소를 제공하고, 그에 의해서 체결구를 적절히 설치하는데 필요한 작은 축방향 힘을 요구하는 것이다.
본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 플로우 볼트가 설치될 때 밀봉부를 획득하기 위해서 요구되는 클램프 하중을 감소시키는 시스템을 제공하는 것이고, 여기에서 클램핑력 하중의 감소는, 볼트의 나사산을 가로질러 제공되는 하나 이상의 외부 세로 홈으로 인한 또는 단순히 볼트가 플로우 볼트이고 감소된 횡단면을 갖는 것으로 제공되는 것에 기인한, 수용될 수 있는 클램프 하중의 감소와 같거나 그보다 크다.
본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 변형 가능 부재의 압궤 면적을 감소시키는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 밀봉 고정 특징부(sealing clinch feature)를 포함하는 변형 가능 체결 시스템을 제공하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에서, 변형 가능 체결 시스템은 변형 가능 부재; 및 변형 가능 부재와 함께 밀봉하는 교합 부재를 포함하고, 변형 가능 부재는, 통상적인 체결 시스템에서 통상적인 교합 부재와 함께 비-변형 가능 부재를 밀봉하는데 요구되는 클램프 하중보다 감소된, 교합 부재와 함께 밀봉하기 위한 클램프 하중을 요구한다.
본 발명의 실시예에서, 변형 가능 부재는: 제1 측면 및 제1 측면에 대향되는 제2 측면을 갖는 내부 부분으로서, 내부 부분은 내부 최대 치수에 의해서 경계 지어지는, 내부 부분, 및 내부 최대 치수보다 작은 제1 외부 최대 치수에 의해서 경계 지어지는 제1 외부 표면을 형성하는 내부 부분 제1 측면과 일체로 형성되고 그로부터 외측으로 돌출되는 적어도 하나의 제1 외부 부분을 갖는 적어도 하나의 단차부를 포함하는 체결구를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 요구되는 축방향 힘에 도달하기 위해서 체결 부재에 인가되는 제1 축방향 힘은, 통상적인 체결 시스템을 밀봉하기 위해서 통상적인 체결구에 인가되는 제2 축방향 힘보다 작다.
본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 외부 부분은 직사각형 측면 프로파일 또는 제1 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제1 테이퍼링형 부분, 및 제1 외부 부분을 형성하는 제1 평면형 부분을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 변형 가능 부재는, 내부 부분을 형성하는 균일 중간 부분을 갖는 와셔이다.
본 발명의 실시예에서, 와셔는, 와셔의 내부 부분의 각각의 측면에서 적어도 하나의 직사각형 단차부 또는 테이퍼(taper)를 갖는다. 와셔 상의 적어도 하나의 직사각형 단차부 또는 테이퍼는, 통상적인 형상과 비교할 때, 유효 접촉 표면적을 감소시킨다. 통상적인 와셔는 원형이고, 중간 부분 내에서 홀을 가지며, 상단부 및 하단부 모두에서 편평하다. 통상적인 와셔와 달리, 본 발명의 실시예에 따른 와셔는 단차형 구성 또는 테이퍼링형 구성을 제공하고, 와셔의 상단부 및 하단부 모두가 단차형이거나 테이퍼링되며, 그에 의해서 체결구를 적절히 설치하는데 요구되는 작은 축방향 힘으로 효과적으로 전환되는 감소된 접촉 표면적을 제공한다.
본 발명의 실시예에서, 와셔는, 내부 최대 치수보다 작은 제2 외부 최대 치수에 의해서 경계지어지는 제2 외부 표면을 형성하는 균일 중간 부분 제2 측면으로부터 외측으로 돌출되는, 균일 중간 부분과 일체로 형성된 적어도 하나의 제2 외부 부분을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 와셔 적어도 하나의 외부 부분은 제1 직사각형 측면 프로파일을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 와셔 적어도 하나의 제2 외부 부분은 제2 직사각형 측면 프로파일을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 와셔 적어도 하나의 제1 외부 부분은 제1 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제1 테이퍼링형 부분, 및 제1 외부 표면을 형성하는 제1 평면형 부분을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 와셔 적어도 하나의 제2 외부 부분은 제2 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제2 테이퍼링형 부분, 및 제2 외부 표면을 형성하는 제2 평면형 부분을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 교합 부재는 적어도 하나의 외부 부분을 갖는 비-변형 가능 체결구를 포함하고, 비-변형 가능 체결구의 적어도 하나의 외부 부분은 변형 가능 부재를 변형시키기 위해 변형 가능 부재와 접촉된다.
본 발명의 실시예에서, 비-변형 가능 체결구는 자루부(shank) 및 헤드를 갖는 볼트이고, 헤드는 외부 부분을 형성하는 적어도 하나의 단차부를 포함하는 하부측을 포함하고, 적어도 하나의 단차부는 변형 가능 부재를 변형시키기 위해 변형 가능 부재와 교합되고, 외부 부분이 희망 클램프 하중으로 변형 가능 부재와 접촉할 때까지, 변형 가능 부재를 계속 변형시킨다.
본 발명의 실시예에서, 변형 가능 부재는 볼트를 수용하고, 와셔 또는 클램핑되는 구성 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 비-변형 가능 체결구는 변형 가능 부재와 함께 밀봉하는 고정 체결구를 포함하고, 변형 가능 부재는 고박 재료(staking material)이다.
본 발명의 실시예에서, 고정 체결구는 자루부 및 헤드를 갖는 볼트를 포함하고, 헤드는 적어도 하나의 외부 부분을 형성하는 적어도 하나의 단차부를 포함하는 하부 표면을 포함하고, 적어도 하나의 단차부는 고박 재료를 변형시키고, 고정시키고, 함께 밀봉하기 위해 고박 재료와 교합된다.
본 발명의 실시예에서, 고정 체결구는 유지 홈을 포함하고, 볼트는 고박 재료를 통해서 고박되고, 변형 가능 고박 재료의 일부가 유지 홈 내로 유동된다.
본 발명의 실시예에서, 적어도 하나의 단차부가 변형 가능하지 않고 변형 가능 부재와 교합된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 단차부가 변형 가능하고 교합 부재와 함께 밀봉부를 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 볼트는, 너트 부재 및 볼트와 너트 부재 사이에서 클램핑되는 구성 요소를 또한 포함하는 시스템에서 사용될 수 있고, 바람직하게, 클램핑되는 구성 요소는, 볼트 및 너트 부재 모두보다 더 연성인 그리고 시스템이 함께 클램핑될 때 볼트 및 너트 부재와 함께 밀봉하기 위해서 변형되는 재료로 형성된다.
본 발명의 실시예는 일반적으로, 누출-방지 조인트를 형성하기 위해서 클램핑력이 인가되는 관 또는 호스 단부 피팅을 필요로 하는 유체 핸들링 회로에 관한 것이다. 클램핑력은, 둘 이상의 부품을 함께 모아서 밀접 접촉을 형성하는 기계적 체결구에 토크를 인가하는 것에 의해서 생성된다. 조인트 내의 부품 중 하나 이상은 다른 것보다, 일반적으로 와셔 또는 클램핑되는 구성 요소보다 더 연성일 것이고, 그에 따라 클램프 하중 하에서 변형되어 누출-방지 밀봉을 촉진할 것이다. 그럼에도 불구하고, 유체 경로를 밀봉하기 위한 충분한 재료 변형이 이루어지지 않은 경우에, 정상적으로 인가된 토크에서도 누출이 발생될 수 있다. 이는, 인접한 연성 및 경성 표면들이 편평하고 매끄럽기 때문이고, 그러한 표면은, 밀봉이 주로 연성 및 경성 재료의 경직도 차이에 의존하도록 강제한다. 본 발명의 실시예는, 연성 재료의 변형을 촉진하고 그에 따라 더 효과적인 밀봉을 생성하는 기하형태적 특징부를 포함한다.
본 발명은 또한, 볼트 작업된 조인트 내의 클램핑력을 나타내는 것 그리고 그에 따라 그 제어를 돕는 것과 관련된 실시예를 포함한다. 토크는 일반적으로 희망 클램프 하중을 달성하기 위해서 이용되나, 마찰력의 변동으로 인해서, 실제 크림핑 하중에서 큰 변동이 전형적으로 존재한다. 본 발명의 실시예는, 희망 클램프 하중이 달성되는 때를 식별하는 기능을 하는 시각적인 클램프 하중 표시부를 제공하기 위해서, 기하형태적 특징부를 체결구 내로 통합한다.
본 발명은 또한, 고정된 체결구 시스템 내에서 밀봉부를 제공하는 것과 관련된 실시예를 포함한다.
본 발명의 구조 및 동작에 관한 구성 및 방식은, 본 발명의 추가적인 목적 및 장점과 함께, 유사한 참조 번호들이 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면과 관련하여 작성된 이하의 설명을 참조함으로서 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b는 브레이크 호스의 단부에 설치된 변형 가능 체결 부재를 갖는 종래 기술의 체결 시스템을 도시한다. 도 1a는 설치-전 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 1b는 도 1a의 라인 A-A를 따라서 취한 도 1a의 확대된 횡단면도를 도시한다. 도 2a는 설치-후 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 2b는 도 2a의 라인 B-B를 따라서 취한 도 2a의 확대된 횡단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형 가능 와셔의 상면도를 제공하고, 여기에서 변형 가능 와셔는 상단부 및 하단부 모두에서 외부 부분들을 갖고, 각각의 외부 부분은 직사각형 측면 프로파일을 갖는다.
도 4는 도 3에 도시된 변형 가능 와셔의 측면도를 제공한다.
도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b는 브레이크 호스의 단부에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 변형 가능 체결 시스템을 도시하고, 여기에서 체결 시스템은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은, 단차형 와셔인 변형 가능 부재를 포함한다. 도 5a는 설치-전 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 5b는, 도 5a의 라인 C-C를 따라서 취한, 도 5a의 확대 횡단면도를 도시한다. 도 6a는 설치-후 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 6b는 도 6a의 라인 D-D를 따라서 취한 도 6b의 확대된 횡단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 변형 가능 와셔의 상면도를 제공하고, 여기에서 변형 가능 와셔는 상단부 및 하단부 모두에서 테이퍼링된다.
도 8은 도 7에 도시된 변형 가능 와셔의 측면도를 제공한다.
도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 브레이크 호스의 단부에 설치된 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 가능 체결 시스템을 도시하고, 여기에서 변형 가능 체결 시스템은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은, 테이퍼링형 와셔인 변형 가능 부재를 포함한다.
도 9a는 설치-전 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 9b는 도 9a의 라인 E-E를 따라서 취한 도 9a의 확대된 횡단면도를 도시한다.
도 10a는 설치-후 상태의 조립도를 (부분적 횡단면으로) 도시하고, 도 10b는 도 10a의 라인 F-F를 따라서 취한 도 10b의 확대된 횡단면도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트에 의해서 형성된 비-변형 가능 체결구의 상면도를 제공한다.
도 12는 도 11의 라인 G-G를 따라서 취한 도 11에 도시된 볼트의 측면 횡단면도를 제공한다.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 볼트의 저면도를 제공한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결 시스템을 (측면, 횡단면으로) 도시하고, 여기에서 체결 시스템은 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같은 볼트에 의해서 형성된 변형 가능 체결 부재를 포함하고, 도 14는 시스템의 설치-전 상태를 도시하고 도 15는 시스템의 설치-후 상태를 도시한다.
도 16, 도 17, 및 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 가능 체결 시스템을 (측면도, 횡단면도 및 저면도로) 도시하고, 여기에서 체결 시스템은 볼트에 의해서 형성된 비-변형 가능 체결구를 포함하고, 도 16은 시스템의 설치-전 상태를 도시하고, 도 17은 도 16의 단면 H-H의 횡단면도를 도시하며, 도 18은 도 16의 저면도를 도시한다.
도 19는, 변형 가능 부재를 갖는 밀봉된 변형 가능 체결 시스템을 형성하기 위해서 설치된 도 16 내지 도 19에 도시된 볼트의 설치-후 상태를 도시한다.
본 발명이 상이한 형태의 실시예로 구현될 수 있지만, 본 개시 내용이 본 발명의 원리의 예시로서 간주될 수 있고 설명된 발명으로 제한되지 않는다는 이해를 바탕으로, 구체적인 특정 실시예를 도면에 도시하였고 본원에서 구체적으로 설명할 것이다.
본 발명의 복수의 실시예가 여기에서 개시된다. 각각의 실시예는, 변형 가능 체결 시스템을 밀봉하는데 요구되는 결과적인 클램핑력을 감소시키는 시스템을 제공한다.
변형 가능 체결 시스템은 변형 가능 부재, 및 변형 가능 부재와 함께 밀봉하는 교합 부재를 포함한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단차형 와셔(30)에 의해서 형성된 변형 가능 부재의 상면도를 제공하고, 도 4는 동일 와셔(30)의 측면도를 제공한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 와셔(30)는, 와셔(30)의 상단부(34) 및 하단부(36) 모두 상에서 2개의 외부 부분(32)으로서 도시된, 적어도 하나의 외부 부분(32)을 포함하고(도 3 및 도 4가 와셔의 상단부(34) 및 하단부(36) 모두에서 하나의 단차부(32)를 도시하지만, 와셔(30)의 하나의 측면 상에서만 하나의 외부 부분만이 제공될 수 있다. 또한, 와셔(30)는 상단부(34) 및 하단부(36)의 각각에서 하나 초과의 외부 부분을, 또는 심지어 상단부(34) 및 하단부(36)의 각각에서 동일하지 않은 수의 외부 부분을 갖는 것으로 제공될 수 있고, 홀(38)이 와셔의 중심(40)에 제공된다. 따라서, 와셔(30)는, 와셔(30)의 중간 부분(44)을 가로질러 가장 큰 치수인 내부 최대 치수에 의해서 형성되는 외경(42)(도 3) 및 와셔(30)의 중간 부분 내에서 홀(38)에 의해서 형성되는 내부 최소 직경(46)을 갖는, 균일한 중간 부분을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 와셔는, 제1 및 제2 측면인, 측면들(도 4에 도시된 상단부(34) 및 하단부(38))을 갖고, 제1 및 제2 측면은, 와셔(30)의 적어도 하나의 제1 및 제2 외부 부분(단차부(32))에 의해서 형성된 외경(48, 50)으로서 도시된, 각각의 제1 및 제2 외부 축방향 최대 치수에 의해서 경계 지어진다.
바람직하게, 와셔(30)는 대칭적이고, 그에 따라 각각의 단차부(32)의 (즉, 각각 와셔(30)의 상단부(34) 및 하단부(36) 모두 상에서) 외경들(48, 50)은 일반적으로 동일하다.
와셔(30)의 상단부(34) 및 하단부(36) 상의 외부 부분들(32)의 각각은 바람직하게, 내부에 형성된 단차부(들) 형상을 갖는 2개의 대향 다이들(dies)을 이용하여 형성된다. 다이를 이용하여 와셔 재료를 압축하고 단차부를 형성하기 위해서, 고정 행정 기계(fixed stroke machine)가 바람직하게 이용된다. 단차부는 (단차형 특징부를 갖는) 특별한 형상의 툴링(tooling)을 이용하는 와셔의 일반적인 생산 중에, 또는 유사한 툴링을 이용하는 이차 동작으로서 형성될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b는 플로우 볼트(10)를 브레이크 호스(12)에 설치하기 위해서 이용되는 변형 가능 체결 시스템(52)을 도시하고, 변형 가능 체결 시스템(52)은, 전술한, 도 3 및 도 4에 도시된 단차형 변형 가능 와셔(30)를 이용한다. 구체적으로, 도 5a 및 도 5b는 설치-전 상태를 도시하고, 도 6a 및 도 6b는 설치-후 상태를 도시한다. 사실상, 단차형 와셔(30) 중 2개가 이용된다. 그에 따라, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서, 하나의 와셔가 참조 번호 30a로 표시되고 다른 와셔는 참조 번호 30b로 표시되어 서로를 구별하나, 그 둘 모두는 바람직하게 도 3 및 도 4에 도시된 와셔(30)와 동일하다.
초기에, (도 3 및 도 4에 도시된 단차형 와셔(30)와 동일한) 변형 가능 단차형 와셔(30a)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 활주되고, 이어서 플로우 볼트(10)의 샤프트(54)가 브레이크 호스(12)의 단부에 위치되는 연결부(16) 내에 제공된 보어(14)를 통해서 삽입된다. 이러한 지점에서, 와셔(30a)는 플로우 볼트(10)의 헤드(22)와 연결부(16) 사이에 배치된다. 이어서, (또한 바람직하게 도 3 및 도 4에 도시된 단차형 와셔(30)와 동일한) 다른 단차형 와셔(30b)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 활주되고, 이어서 너트 부재와 같은 고정 부재(26)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54)와 나사 결합되거나 달리 결합된다. 이러한 지점에서, 와셔(30b)는 연결부(16)와 고정 부재(26) 사이에 배치되고, 전체적인 조립체는 도 5에 도시된 바와 같이 보여진다. 이어서, 변형 가능 체결구 시스템(52)이 예를 들어 플로우 볼트(10)의 헤드(22) 및/또는 고정 부재(26)의 회전에 의해서 조여지거나, 고정 부재(26)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 크림핑된다(crimped). 그럼에도 불구하고, 체결 시스템(52)을 조이는 것은 단차형 와셔(30a, 30b)가 연결부(16)에 대해서 압축되거나 압궤되게 하고, 그에 의해서 밀봉부를 형성하게 한다. 설치 중에, 와셔(30a, 30b)(도 6 참조)의 각각의 상단부(34) 및 하단부(36)가 압궤될 수 있고, 그에 따라 설치 후의 각각의 와셔의 두께는, 설치 전(도 5a 및 도 5b 참조)에 존재하였던 바와 같은 (설명을 위해서 도 4에 도시된) 각각의 와셔의 중간 부분(44)의 두께와 동일하나, 이러한 것이 필수적인 것은 아니다.
상단부(34) 및 하단부(36) 모두에서 적어도 외부 부분(32)을 갖고(동일한, 도 3 및 도 4에 도시된 와셔(30) 참조) 플로우 볼트 설치 프로세스에서 사용되기 전에 효과적으로 미리-압궤된 와셔(30a, 30b)를 제공하는 것은, 통상적인 비-단차형 와셔의 접촉 면적에 비해서 감소된, 밀봉된 조인트의 접촉 면적의 결과로서, 감소된 클램핑력을 제공한다. 상단부(34) 및 하단부(36) 모두에 하나 이상의 외부 부분을 제공하기 위해서 도 3 및 도 4에 도시된 와셔(30)를 프로세스하는 것은, 와셔의 반경방향 강도를 여전히 유지하면서도, 예를 들어, 플로우 볼트를 설치하는데 요구되는 힘을 감소시킨다. 또한, 와셔(30)는, 균일 중간 부분을 가로질러 길이방향으로 측정된 중간 부분 두께(43a)와 적어도 하나의 단차부를 가로질러(또는 복수의 단차부가 존재하는 경우에 각각의 단차부를 가로질러) 길이방향으로 측정된 단차부 두께(45)의 합과 동일한, 변형 가능 체결 시스템 내로의 설치 전의, 제1 두께(49)를 가지며, 변형 가능 체결 시스템 내로 설치될 때, 와셔는, 와셔의 변형으로 인해서, 중간 부분 두께(43)와 동일한 (도 6b에 도시된) 제2 두께(43b)를 갖는다.
대조적으로, 통상적인 와셔는 하나의 두께이고, 밀봉하는데 그리고 충분한 반경방향 강도를 보장하는데 필요한 것보다 큰 압궤 면적을 갖는다. 바람직하게, 와셔 설계는 감소된 나사산 강도를 보상하도록 조정되고, 여기에서 압궤 면적은 대략적으로 나사산 강도 감소의 양만큼 감소된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유체 유동 경로를 제공하기 위해서 플로우 볼트가 나사산에 걸친 하나 이상의 외부 세로 홈(28)을 포함하는 경우에, 플로우 볼트(10) 또는 너트 부재(26) 상의 나사산이 마멸되기 쉬울 수 있다는 점에서, 나사산 강도가 손상될 수 있다. 통상적인 와셔에 비교되는 단차형 와셔(30a, 30b)(동일한 와셔(30)를 도시하는 도 3 및 도 4 참조)를 이용하는 것은, 더 작은 와셔 접촉 면적으로 인해서, 와셔를 플로우 볼트(10)에 대해서 그리고 연결부 조립체(16) 및 고정 부재(26) 모두에 대해서 압궤시키고 밀봉하는데 필요한 축방향 힘이 작아지게 하는 점을 제공한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테이퍼링형 와셔(60)에 의해서 형성된 변형 가능 부재의 상면도를 제공하고, 도 8은 동일 와셔(60)의 측면도를 제공한다. 도시된 바와 같이, 와셔(60)는 적어도 하나의 테이퍼(62)를 갖는 적어도 하나의 외부 부분, 및 내부 최대 치수(71)를 갖는 적어도 하나의 균일 중간 부분(72)을 포함한다. 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에서, 제1 및 제2 테이퍼링형 프로파일에 의해서 개별적으로 각각 형성된 2개의 테이퍼(62)가 있다. 또한 도 8에 도시된 2개의 평면형 부분, 즉 와셔의 제1 및 제2 외부 표면을 형성하는, 제1 평면형 부분, 즉 상단부(64) 및 제2 평면형 부분 즉, 하단부(66)가 각각 존재하고, 홀(68)이, 내부 최소 직경(63)을 갖는 와셔의 중심(70)에 제공된다.
제1 평면형 표면인 상단부(64) 및 제2 평면형 표면인 하단부(66)의 각각은, 제1 외부 최대 치수(65), 및 와셔(60)의 균일 중간 부분(72)의 제1 내부 최대 치수(71)보다 작은 제2 외부 최대 치수(67)를 개별적으로 형성한다. 바람직하게, 와셔(60)는 대칭적이고, 그에 따라 (즉, 와셔의 상단부(64) 및 하단부(66) 모두 상에서) 테이퍼(62)의 각각은 높이 및 기울기와 관련하여 일반적으로 동일하다.
또한, (도 8에 도시된) 와셔(60)는, 균일 중간 부분을 가로질러 길이방향으로 측정된 중간 부분 두께(73a)와 적어도 하나의 단차부를 가로질러(또는 복수의 단차부가 존재하는 경우에 각각의 단차부를 가로질러) 길이방향으로 측정된 단차부 두께(75)의 합과 동일한, 변형 가능 체결 시스템 내로의 설치 전의, 제1 두께(79)를 가지며, 변형 가능 체결 시스템 내로 설치될 때, 와셔는, 와셔의 변형으로 인해서, 중간 부분 두께(73a)와 동일한 제2 두께(73b)를 갖는다(도 10b에 도시됨). 와셔(60) 상의 테이퍼들(62)은 바람직하게, 테이퍼를 형성하도록 특별한 형상의 2개의 대향 다이들을 이용하여 형성된다. 다이를 이용하여 와셔 재료를 압축하고 테이퍼(62)를 형성하기 위해서, 고정 행정 기계가 바람직하게 이용된다. 테이퍼(62)는 (테이퍼 특징부를 갖는) 특별한 형상의 툴링을 이용하는 와셔의 일반적인 생산 중에, 또는 유사한 툴링을 이용하는 이차 동작으로서 형성될 수 있다.
도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 플로우 볼트(10)를 브레이크 호스(12)에 설치하기 위해서 이용되는 체결 시스템(70)을 도시한다. 체결 시스템은, 전술한, 도 7 및 도 8에 도시된 테이퍼링형 와셔(60)를 이용한다. 구체적으로, 도 9a 및 도 9b는 설치-전 상태를 도시하고, 도 10a 및 도 10b는 설치-후 상태를 도시한다. 사실상, 테이퍼링형 와셔(60) 중 2개가 이용된다. 그에 따라, 도 12 및 도 13에서, 와셔들을 구분하기 위해서, 하나의 와셔는 참조 번호(60a)로 표시되고, 다른 와셔는 참조 번호(60b)로 표시된다. 그에 따라, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b에서, 하나의 와셔가 참조 번호 60a로 표시되고 다른 와셔는 참조 번호 60b로 표시되어 서로를 구별하나, 그 둘 모두는 바람직하게 도 7 및 도 8에 도시된 와셔(60)와 동일하다.
초기에, (도 7 및 도 8에 도시된 테이퍼링형 와셔(60)와 동일한) 테이퍼링형 와셔(60a)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 활주되고, 이어서 플로우 볼트(10)의 샤프트(54)가 브레이크 호스(12)의 단부에 위치되는 연결부(16) 내에 제공된 보어(14)를 통해서 삽입된다. 이러한 지점에서, 와셔(60a)는 플로우 볼트(10)의 헤드(22)와 연결부(16) 사이에 배치된다. 이어서, (또한 바람직하게 도 7 및 도 8에 도시된 테이퍼링형 와셔(60)와 동일한) 다른 테이퍼링형 와셔(60b)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 활주된다. 이어서, 너트 부재와 같은 고정 부재(26)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54)와 나사 결합되거나 달리 결합된다. 이러한 지점에서, 와셔(60b)는 연결부(16)와 고정 부재(26) 사이에 배치되고, 전체적인 조립체는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 보여진다. 이어서, 체결구 시스템(70)은 예를 들어 플로우 볼트(10)의 헤드(22) 및/또는 고정 부재(26)의 회전에 의해서 조여지거나, 고정 부재(26)가 플로우 볼트(10)의 샤프트(54) 상으로 크림핑된다. 그럼에도 불구하고, 체결구 시스템(70)을 조이는 것은 테이퍼링형 와셔(60a, 60b)가 연결부(16)에 대해서 압축되거나 압궤되게 하고, 그에 의해서 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 밀봉부를 형성하게 한다. 설치 중에, 와셔(60)(도 10a 및 도 10b 참조)의 상단부(64) 및 하단부(66)가 압궤될 수 있고, 그에 따라 설치 후의 와셔(60)의 두께는, 설치 전(도 9a 및 도 9b 참조)에 존재하였던 바와 같은 와셔(60)의 (도 8에 도시된) 중간 부분(72)의 두께와 실질적으로 동일하나, 이러한 것이 필수적인 것은 아니다.
적어도 하나의 테이퍼(62)를 갖고(동일한, 도 7 및 도 8에 도시된 와셔(60) 참조) 플로우 볼트 설치 프로세스에서 사용되기 전에 효과적으로 미리-압궤된 와셔(60a, 60b)를 제공하는 것은, 통상적인 비-테이퍼링형 와셔의 접촉 면적에 비해서 감소된, 밀봉된 조인트를 형성하는 와셔의 접촉 면적의 결과로서, 감소된 클램핑력을 제공한다. 와셔(60a, 60b)가 상단부(64) 및 하단부(66)에서 적어도 하나의 테이퍼(62)를 갖는다는 사실은, 와셔(60a, 60b)의 반경방향 강도를 여전히 유지하면서도, 플로우 볼트(10)와 함께 그리고 연결부 조립체(16), 예를 들어 플로우 볼트(10)에 대해서 밀봉하기 위해서 와셔를 설치하는데 필요한 힘을 감소시킨다. 바람직하게, 와셔 설계는 감소된 나사산 강도를 보상하도록 조정되고, 여기에서 압궤 면적은 대략적으로 나사산 강도 감소의 양만큼 감소된다. 전술한 바와 같이, 유체 유동 경로를 제공하기 위해서 플로우 볼트(10)가 나사산에 걸친 (도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b에 도시된) 하나 이상의 외부 세로 홈(28)을 포함하는 경우에, 볼트 또는 너트 부재의 나사산이 마멸되기 쉬울 수 있다는 점에서, 나사산 강도가 손상될 수 있다. 통상적인 와셔에 비교되는 테이퍼링형 와셔(60a, 60b)(동일한 와셔(60)를 도시하는 도 7 및 도 8 참조)를 이용하는 것은, 더 작은 압궤 면적으로 인해서, 와셔를 플로우 볼트(10)에 대해서 그리고 연결부 조립체(16) 및 고정 부재(26) 모두에 대해서 압궤시키고 밀봉하는데 요구되는 축방향 힘이 작아지게 한다.
도 3 및 도 4 그리고 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 단차형 및 테이퍼링형 와셔는, 각각, 표준형의 비-플로우 볼트뿐만 아니라 플로우 볼트, 그리고 특히 나사산을 가로질러 연장되는 하나 이상의 외부 세로 홈을 갖는 플로우 볼트를 설치하기 위해서 이용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본원에서 개시된 비-통상적 와셔를 이용하는 것은, 적절한 설치에 요구되는 적은 클램핑력을 초래하는 감소된 압궤 면적을 제공한다. 나사산을 가로질러 절취되거나 달리 형성된 하나 이상의 외부 세로 홈을 가지지 않는 표준 플로우 볼트 조차도, 볼트의 작은 횡단면 면적으로 인한 감소된 클램프 하중으로부터 이점을 취할 수 있다.
설치 중에, 증가되는 축방향 하중은, 희망 클램프 하중에 도달할 때까지, 변형 가능 체결 부재(즉, 전술한 바와 같은 단차형 또는 테이퍼링형 와셔)가 변형되게 한다. 외부 부분은 접촉 면적이, 통상적인 비-변형 가능 또는 비-단차형 와셔의 접촉 면적보다 작아지게 한다. 적은 재료가 접촉되지만, 하중을 받는 와셔 재료는, 조인트 내의 임의의 공극을 보다 양호하게 밀봉하도록 변형된다. 이는, 표준 압궤 와셔가 사용될 때보다, 작은 축방향 힘(토크)으로 조인트를 밀봉한다.
도 11, 도 12 및 도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트(100)에 의해서 형성된 비-변형 가능 체결구의 상면도, 측면 횡단면도, 및 저면도를 제공한다. 도시된 바와 같이, 볼트(100)는 헤드(102)(도 11 및 도 12 참조), 및 나사산(106)이 위에 형성된 샤프트(104)(도 12 및 도 13 참조)를 포함한다. 헤드(102) 및 샤프트(104) 모두는, 적어도 하나의 내부 단차부(110)를 그 위에 갖는 것으로 제공되는, 헤드(100) 아래의 하부 표면(108)을 제외하고, 통상적일 수 있고, 적어도 하나의 단차부가 변형 가능 체결 시스템의 적어도 하나의 외부 부분을 형성한다.
본 발명의 실시예에서, 하부 표면(108)은, 예를 들어 교합 표면과 접촉될 때 하부 표면(108)에 큰 마찰을 제공하는 텍스처를 하부 표면(108)에 부가하는, "토크 로빙 특징부(torque robbing feature)"를 가질 수 있다. 텍스처는, 하부 표면(108)을 큰 마찰의 표면으로 변환시키는 임의의 기하형태일 수 있다. 하나의 그러한 특징부는 바람직하게, 하부 표면(108)이 큰 마찰의 표면이 되게 하고, 변형 가능 체결 시스템을 밀봉하기 위해서 인가되는 작은 토크로, 요구되는 클램프 하중에 더 빨리 도달할 수 있게 하는, 하부 표면(108)에 부가된 리브(rib)일 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 바람직하게 적어도 하나의 단차부(110)는 원형이고 샤프트(104)(그리고 일반적으로 볼트(100))와 동심적이다.
도 14 및 도 15는, 본 발명의 실시예에 따른 체결 시스템(120)의 횡단면도를 제공한다. 체결 시스템(120)은, 전술한, 도 11 내지 도 13에 도시된 볼트(100)뿐만 아니라 너트 부재(122) 그리고, 너트 부재(122)와 볼트(100)의 헤드(102)의 하부 표면(108) 사이에 배치되는, 와셔와 같은, 클램핑되는 구성 요소(124)를 이용한다. 바람직하게, 클램핑되는 구성 요소(124)는 볼트(100) 및 너트 부재(122) 모두보다 더 연성인 재료로 제조된다. 도 14 및 도 15에 도시된 실시예에서, 볼트(100)는 비-변형 가능 체결구이고, 클램핑되는 구성 요소는 변형 가능 부재이다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 단차부(110)는 교합 표면보다 연성인 재료일 수 있고, 교합 표면에 대해서 밀봉부를 형성하기 위해서 변형될 수 있다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 단차부는 변형 가능 부재이고, 교합 표면은 교합 부재이다.
도 14는 볼트(100) 설치 전의 체결 시스템(120)을 도시하고, 도 15는 볼트(100)의 설치 후의 체결 시스템(120)을 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 초기에, 볼트(100)의 샤프트(104)는 클램핑되는 구성 요소(124) 내의 홀(126)을 통해서 삽입되고, 샤프트(104) 상의 나사산(106)이 너트 부재(122) 내의 상응 나사산(128)과 결합되며, 그에 따라 클램핑되는 구성 요소(124)가 볼트(100)의 헤드(102)와 너트 부재(122) 사이에서 효과적으로 포획되게 한다. 볼트(100)를 완전히 설치하기 위해서, 헤드(102)를 이용하여 볼트(100)가 회전되며, 그에 따라 볼트(100)는 너트 부재(122) 내로 더 완전히 이동하고 클램핑되는 구성 요소(124)를 아래로 클램핑한다. 헤드(102) 아래에(즉, 헤드(102)의 하부측(108)에) 하나 이상의 외부 부분(110)을 제공하는 것은, 편평하고 비-단차형인 하부 표면을 갖는 통상적인 헤드에 비해서, 조임 사이클 중에 토크의 상당한 증가를 유발하고, 미리 결정된 클램프 하중에 도달하였다는 것을 나타낸다.
설치 중에, 증가되는 축방향 하중은, 희망 클램프 하중에 도달할 때까지, 클램핑되는 재료(즉, 클램핑되는 구성 요소(124))가 변형되게 한다. 볼트(100) 내의 하부 표면(108)(즉, 도 14에서 참조 번호 108로 표시된 표면)이 클램핑되는 구성 요소(124)와 접촉될 때 요구되는 클램프 하중에 도달하도록, 외부 부분(110)의 면적이 계산된다. 따라서, 하부 표면(즉, 도 14에서 참조 번호 108로 표시된 표면)과 클램핑되는 구성 요소(124) 사이에 간극이 없는 경우에, 충분한 클램프 하중의 검증을 눈으로 확인할 수 있다. 또한, 토크 및 각도 피드백 설치 장비를 이용할 때, 하부 표면(즉, 도 14에서 참조 번호 108로 표시된 표면)이 클램핑되는 구성 요소(124)와 결합될 때, 급격한 토크 상승이 있을 것이다. 이러한 피드백은, 완전히 접촉하는 것 및 요구되는 클램프 하중에 도달하는 것을 설치 장비가 보장할 수 있게 할 것이다.
볼트(100)가 외부 6각 프로파일을 갖는 헤드(102)를 갖는 것으로 도시되었지만, 헤드(102)는, 내부 또는 외부에서, 많은 다른 상이한 프로파일들, 예를 들어 내부 6각 프로파일 또는 심지어 다수의-소엽형(lobular) 프로파일을 갖는 것으로 제공될 수 있다. 또한, 부품 번호 122와 관련하여 너트 부재라는 용어를 사용하였지만, 너트 부재는, 전통적인 의미에서 실제로 너트 부재가 아닐 수 있고, 볼트를 설치하고자 하는 실질적으로 모든 것일 수 있다. 따라서, 클램핑되는 구성 요소는, 교합 부재와 변형 가능 체결 시스템의 다른 구성 요소 사이에서 클램핑되거나 포획되는 임의의 부재일 수 있다. 마지막으로, 클램핑되는 구성 요소(124)가 와셔일 수 있는 것으로 설명되었지만, 클램핑되는 구성 요소(124)가 또한, 볼트(100)를 이용하여 전체적인 조립체 내에 클램핑하고자 하는 실질적으로 모든 것일 수 있다. 시스템의 다른 실시예에서, 비-변형 가능 체결구가: 변형 가능 부재와 함께 밀봉하고 변형 가능 부재를 고정하는 고정 체결구를 포함한다.
도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 변형 가능 체결 시스템은 본 발명의 다른 실시예에 따르고, (도 19에 도시된) 변형 가능 체결 시스템(220)은, 고정 특징부를 갖는 볼트(200)에 의해서 형성되는 비-변형 가능 체결구를 포함한다. 도 16은 시스템의 설치-전 상태를 도시하고; 도 17은 도 16의 단면 H-H의 횡단면도를 도시하고, 도 18은 도 16의 저면도를 도시하고, 도 19는 시스템의 설치-후 상태를 도시하며, 변형 가능 부재는 고박 재료(222)이다.
도시된 바와 같이, 도 11 내지 도 15의 볼트(100)와 유사한 볼트(200)는 헤드(202)(도 16 및 도 19 참조) 및 샤프트(204)(도 16, 도 18 및 도 19 참조)를 포함한다. 헤드(202) 및 샤프트(204) 모두는, (도 17에서 구체적으로 도시된) 적어도 하나의 내부 단차부(210)를 갖는 것으로 제공되는, 헤드(200) 아래의 하부 표면(208)을 제외하고, 통상적일 수 있고, 그러한 하부 표면(208) 및 적어도 하나의 내부 단차부(210)는, 볼트(100)와 연관된 상응하는 하부 표면(108) 및 적어도 하나의 내부 단차부(210)와 유사한 특징부를 갖는다.
도 18에 도시된 바와 같이, 축방향 회전을 감소시키기 위해서, 리브(232)와 같은 부가적인 특징부가 부가될 수 있다.
또한, 볼트(200)는, 고박 동작 중에 (도 19에 도시된) 유지되는 재료(222)의 유동 및 유지를 허용하는 유지 홈(230)으로 도시된, 고정 특징부를 갖는다. 바람직하게, 유지되는 고박 재료(222)는 볼트 재료보다 연성이다. 적어도 하나의 외부 부분을 형성하는 적어도 하나의 단차부(210)가 고박 재료와 교합되고, 밀봉 특징부로서 작용하고, 고박된 재료(222)와 함께 추가적으로 밀봉하기 위한 하나 초과의 단차부를 포함할 수 있다.
도 16은 볼트(200) 설치 전의 체결 시스템(220)을 도시하고, 도 19는 볼트(200)가 고박 재료(222) 내로 설치된 후의 체결 시스템(220)을 도시한다.
설치 중에, 축방향 하중을 증가시키는 것은 고박된 재료(222)가 변형되게 하고, 고박된 재료의 일부가 유지 홈 내로 유동하며, 그에 의해서 고박된 재료(222)를 고정하고 고박된 재료(222)와 함께 밀봉부를 형성한다.
도 16 내지 도 19에 도시된 실시예가 고정 볼트에 관한 것이지만, 부가적인 실시예는 고정 너트의 동일한 고정 특징부에 관한 것일 수 있다.
본원에서 개시된(즉, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같은) 임의의 체결 시스템의 설치와 관련하여, 프로그래밍 가능 구동 시스템, 바람직하게 토크 각도 조임 계획을 실시할 수 있는 구동 시스템이 이용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본원에서 개시된 볼트 및/또는 와셔 구성은 감소된 압궤 면적을 제공하고, 이는 볼트를 적절히 설치하는데 요구되는 작은 축방향 힘으로 효과적으로 변환된다. 또한, 도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같은 본 발명의 몇몇 실시예에서, 부가적인 밀봉 특징부가 제공된다.
본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 당업자가 다양한 수정을 안출할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 변형 가능 체결 시스템이며:
    변형 가능 부재; 및
    상기 변형 가능 부재와 함께 밀봉하는 교합 부재를 포함하고, 상기 변형 가능 부재는, 통상적인 체결 시스템에서 통상적인 교합 부재와 함께 비-변형 가능 통상적인 체결부를 밀봉하는데 요구되는 통상적인 클램프 하중보다, 상기 교합 부재와 함께 밀봉하기 위한 감소된 클램프 하중을 요구하는, 교합 부재를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변형 가능 부재는:

    제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향되는 제2 측면을 갖고, 내부 최대 치수에 의해서 경계 지어지는, 내부 부분; 및
    상기 내부 최대 치수보다 작은 제1 외부 최대 치수에 의해서 경계 지어지는 제1 외부 표면을 형성하는 상기 내부 부분 제1 측면과 일체로 형성되고 그로부터 외측으로 돌출되는 적어도 하나의 제1 외부 부분
    을 갖는 적어도 하나의 단차부를 구비하는 체결구를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 축방향 힘이 상기 체결구에 인가될 때, 상기 제1 외부 표면은, 상기 변형 가능 체결 시스템을 밀봉하기 위해서 요구되는 축방향 힘으로 상기 교합 부재와 접촉되는, 변형 가능 체결 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형 가능 체결 시스템을 밀봉하기 위해서 요구되는 축방향 힘에 도달하기 위해서 상기 체결구에 인가되는 상기 제1 축방향 힘은, 상기 통상적인 체결 시스템을 밀봉하기 위해서 상기 통상적인 체결구에 인가되는 제2 축방향 힘보다 작은, 변형 가능 체결 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 외부 부분은:
    직사각형 측면 프로파일을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 외부 부분은:
    제1 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제1 테이퍼; 및
    상기 제1 외부 표면을 형성하는 제1 평면형 부분을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 체결구는:
    내부 부분을 형성하는 균일 중간 부분을 갖는 와셔를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 와셔는:
    균일 중간 부분을 가로질러 길이방향으로 측정된 중간 부분 두께와 적어도 하나의 단차부를 가로질러 길이방향으로 측정된 단차부 두께의 합과 동일한, 상기 변형 가능 체결 시스템 내로의 설치 전의, 제1 두께를 포함하고, 상기 변형 가능 체결 시스템 내로 설치될 때, 상기 와셔는, 상기 와셔의 변형으로 인해서, 상기 중간 부분 두께와 동일한 제2 두께를 갖는, 변형 가능 체결 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 와셔는:
    상기 내부 최대 치수보다 작은 제2 외부 최대 치수에 의해서 경계지어지는 제2 외부 표면을 형성하는 균일 중간 부분 제2 측면으로부터 외측으로 돌출되는, 상기 균일 중간 부분과 일체로 형성된 적어도 하나의 제2 외부 부분을 더 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 외부 부분은:
    제1 직사각형 측면 프로파일을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 외부 부분은:
    제2 직사각형 측면 프로파일을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 외부 부분은:
    제1 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제1 테이퍼; 및
    상기 제1 외부 표면을 형성하는 제1 평면형 부분을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 외부 부분은:
    제2 테이퍼링형 프로파일을 형성하는 제2 테이퍼; 및
    상기 제2 외부 표면을 형성하는 제2 평면형 부분을 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 교합 부재는:
    적어도 하나의 외부 부분을 갖는 비-변형 가능 체결구를 포함하고, 상기 비-변형 가능 체결구 적어도 하나의 외부 부분은 상기 변형 가능 부재를 변형시키기 위해 상기 변형 가능 부재와 접촉되는, 변형 가능 체결 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 비-변형 가능 체결구는:
    자루부 및 헤드를 갖는 볼트를 포함하고, 상기 헤드는 상기 적어도 하나의 외부 부분을 형성하는 적어도 하나의 단차부를 포함하는 하부 표면을 포함하고, 상기 적어도 하나의 단차부는 상기 변형 가능 부재를 변형시키기 위해 상기 변형 가능 부재와 교합되고, 상기 외부 부분이 희망 클램프 하중으로 상기 변형 가능 부재와 접촉할 때까지 상기 변형 가능 부재를 계속 변형시키는, 변형 가능 체결 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 변형 가능 부재는 상기 볼트를 수용하고, 와셔 또는 클램핑되는 구성 요소를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 비-변형 가능 체결구는:
    상기 변형 가능 부재와 함께 밀봉하고 상기 변형 가능 부재를 고정하는 고정 체결구를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 변형 가능 부재는:
    고박 재료를 포함하는, 변형 가능 체결 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 고정 체결구는:
    자루부 및 헤드를 갖는 볼트를 포함하고, 상기 헤드는 상기 적어도 하나의 외부 부분을 형성하는 적어도 하나의 단차부를 포함하는 하부측을 포함하고, 상기 적어도 하나의 단차부는, 상기 고박 재료를 변형시키고, 고정시키고, 함께 밀봉하기 위해 상기 고박 재료와 교합되는, 변형 가능 체결 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 고정 체결구는:
    유지 홈을 포함하고, 상기 볼트가 상기 고박 재료를 통해서 고박될 때, 상기 변형 가능 고박 재료의 일부가 상기 유지 홈 내로 유동되는, 변형 가능 체결 시스템.
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