(57)【要約】【課題】少なくとも２つの被加工物を連結するための連結要素及び方法を改善すること【解決手段】連結要素は、シャフトと、このシャフトの一方の端部においてこのシャフトの外側側部を越えて半径方向に突き出す連結要素ヘッドと、この連結要素ヘッドと前方シャフト端部との上の駆動構造とを有し、連結要素ヘッドの下方側部から延びるシャフトの保持部分内において、少なくとも一対の閉じた環状突起がその保持部分上に配置され、その環状突起が、シャフトの縦軸線に対して直角に延びる平面内に完全には配置されておらず、外周部に沿ったその一対の２つの環状突起の間の間隔が、互いに異なる大きさであるか、または、環状突起の対の２つの環状突起が、互いに平行であるように配置され、かつ、シャフトの前方端部が、先細の穴形成部分として構成され、かつ、穴形成部分の最大外径が、環状突起の最大外径に比べて、３％〜１０％小さく、好ましくは５％小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの被加工物を相互連結するための連結要素（１０）であって、
シャフト（１４）と、
前記シャフト（１４）の一方の端部において、前記シャフト（１４）の外側側部を越えて半径方向に突き出す、連結要素ヘッド（１２）と、
前記連結要素ヘッド（１２）上の駆動構造と、
を有しており、
前記連結要素ヘッド（１２）の下方側部（１８）から延びる前記シャフト（１４）の保持部分（２４）内において、少なくとも一対の閉じた環状突起（２６、２８）が前記保持部分（２４）上に配置されており、
少なくとも１つの環状突起（２８）は、前記シャフト（１４）の縦軸線に対して直角に延びる平面内に完全には配置されておらず、
外周部に沿った前記一対の２つの環状突起（２６、２８）の間の間隔、または、前記環状突起の対の２つの環状突起の間の間隔が、互いに平行であるように配置されており、
前記シャフトの前方端部が、先細の穴形成部分（３２）として構成されている、
連結要素（１０）において、
前記穴形成部分（３２）の最大外径が、前記環状突起（２６、２８）の最大外径に比べて、３％〜１０％小さく、好ましくは５％小さい、
ことを特徴とする連結要素。
【請求項２】
前記穴形成部分（３２）の最大外径（Ａ）は、前記環状突起（２６、２８）の相互間の前記シャフト（１４）のコア直径（Ｄ）よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の連結要素。
【請求項３】
少なくとも部分的に一定不変の外径（Ｂ）を有する加速区域（３０）が、前記穴形成部分３２のヘッド側部の端部と前記保持部分（２４）の始点との間に配置されており、かつ、前記加速区域（３０）のこの外径（Ｂ）は、前記穴形成部分（３２）の前記最大外径（Ａ）よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の連結要素。
【請求項４】
前記加速区域（３０）の前記外径（Ｂ）は、前記環状突起（２６、２８）の相互間の前記シャフト（１４）の前記コア直径（Ｄ）よりも大きいか、または、大きさが等しい、
ことを特徴とする請求項３に記載の連結要素。
【請求項５】
前記加速区域（３０）の長さ（Ｆ）、特に、一定不変の直径を有する前記加速区域（３０）の一部分の長さが、前記穴形成部分３２の長さ（Ｅ）の２０％〜５０％の間であり、好ましくは３０％である、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の連結要素。
【請求項６】
前記穴形成部分（３２）は、その自由端部に、丸い先端部（３４）を有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の連結要素。
【請求項７】
前記穴形成部分（３２）は、少なくともその自由端部の区域内に、多角形の横断面を有する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の連結要素。
【請求項８】
前記多角形の横断面は丸コーナーを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の連結要素。
【請求項９】
前記多角形の横断面は、丸コーナーを有する三角形であるように構成されている、ことを特徴とする請求項７または８に記載の連結要素。
【請求項１０】
前記加速区域（３０）は円形の横断面を有する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の連結要素。
【請求項１１】
前記保持部分（２４）は円形の横断面を有する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の連結要素。
【請求項１２】
少なくとも２つの被加工物（４０、４２）を連結するための方法であって、
前記被加工物（４０、４２）は互いに重なり合って配置されており、かつ、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の連結要素（１０）が回転させられて、前記被加工物（４０）の外側被加工物の上に配置され、かつ、前記連結要素ヘッド（１２）に面する前記外側構成要素（４０）の表面上に、前記連結要素ヘッド（１２）の下方側部（１８）が載るまで、シャフト方向圧力（Ｐ）が前記連結要素（１０）に付与される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記連結要素（１０）は、前記外側被加工物（４０）の表面上への前記連結要素ヘッド（１２）の前記下方側部（１８）の配置時に、回転し続ける、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記外側被加工物（４０）上への前記連結要素ヘッド（１２）の前記下方側部（１８）の配置時に、前記連結要素（１０）の回転運動の回転角が３６０°よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記連結要素ヘッド（１２）の前記下方側部（１８）の配置時に、前記連結要素（１０）は、前記連結要素（１０）の回転が停止状態に減速させられるまで、回転運動を行うように駆動されることがない、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記連結要素（１０）は、前記外側被加工物（４０）上への前記連結要素ヘッド（１２）の前記下方側部（１８）の配置時に、予め決められた角度にわたって回転させられ続ける、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの被加工物を相互連結するための連結要素に関し、この連結要素は、シャフトと、このシャフトの一方の端部においてこのシャフトの外側側部を越えて半径方向に突き出す連結要素ヘッドと、この連結要素ヘッド上の回転駆動構造とを有し、かつ、連結要素ヘッドの下方側部から延びるシャフトの保持部分内において、少なくとも一対の閉じた環状突起がその保持部分上に配置されており、かつ、その少なくとも一対の環状突起が、シャフトの縦軸線に対して直角に延びる平面内に完全には配置されておらず、かつ、外周部に沿ったその一対の２つの環状突起の間の間隔が、互いに異なる大きさであるか、または、環状突起の対の２つの環状突起が、互いに平行であるように配置されており、かつ、シャフトの前方端部が、先細の穴形成部分として構成されている。
【背景技術】
【０００２】
こうした連結要素は、国際特許出願公報である特許文献１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０２２１２４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明によって、少なくとも２つの被加工物を連結するための連結要素及び方法が改善される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明では、少なくとも２つの被加工物を相互連結するための連結要素であって、シャフトと、このシャフトの一方の端部においてこのシャフトの外側側部を越えて半径方向に突き出す連結要素ヘッドと、この連結要素ヘッド上の回転駆動構造とを有し、かつ、連結要素ヘッドの下方側部から延びるシャフトの保持部分内において、少なくとも一対の閉じた環状突起がその保持部分上に配置されており、かつ、その少なくとも１つの環状突起は、シャフトの縦軸線に対して直角に延びる平面内に完全には配置されておらず、かつ、外周部に沿ったその一対の２つの環状突起の間の間隔が、互いに異なる大きさであるか、または、環状突起の対の２つの環状突起が、互いに平行であるように配置されている連結要素が提供され、この場合に、シャフトの前方端部が、先細の穴形成部分として構成されており、かつ、その穴形成部分の最大外径が、環状突起の最大外径に比べて、３％から１０％小さく、好ましくは５％小さい。
【０００６】
驚くべきことに、穴形成部分の最大外径のこの寸法決定が、少なくとも２つの被加工物を連結する時に特に良好な結果を生じさせるということが実証されている。
したがって、穴形成部分による穴形成後に作られる穴が、環状突起の区域内でシャフトの外径よりも幾分か小さい。特に、穴形成部分によって形成される穴の直径は環状突起の外径よりも約３％から約１０％小さい。
したがって、保持部分は、実際には、形成された穴の中にシャフト方向圧力によって押し込まれなければならないが、この形成された穴の中での環状突起の確実な保持も実現される。この場合には、穴形成部分による穴の形成の後にその形成された穴と取り囲む材料が、非常に高温であり、かつ、それぞれに少なくとも部分溶融状態、または、少なくともペースト状でさえあるということが、考慮されなければならない。
したがって、環状突起を有する保持部分は、わずかなシャフト方向の力だけしか用いずに押し込まれるだろう。この場合に、このシャフト方向の力が、互いに重なり合った被加工物がそれぞれに湾曲、または、変形させられる危険性がないほど、小さいように選択されるだろう。
したがって、軽量の金属シートの比較的大きい変形を心配する必要なしに、軽量の金属シートが、本発明による連結要素を使用して相互連結されることが可能である。このことは、例えば、連結されるべき被加工物を貫通する形で単にシャフト方向に打ち込まれる釘に比べて、本発明による連結要素の決定的な利点である。
保持部分が、穴形成部分によって形成されている穴の中に押し込まれ終わると、この穴を取り囲む材料が、環状突起の間の中間空間の中に流れ込むが、少なくとも冷却中に収縮し、こうして環状突起の確実な固定を確保するだろう。
外周部に沿った一対の２つの環状突起の間の間隔が互いに異なる大きさであるので、または、環状突起の一対の環状突起の両方が、相互に平行であるように、且つ、縦軸線に対して少なくとも部分的に傾斜しているように配置されているので、連結要素の固着が、形成された穴の中に連結要素が完全に押し込まれ終わった後に連結要素を捻ることによって実現されるだろう。
したがって、連結要素のねじ緩み（ｕｎｓｃｒｅｗｉｎｇ）に対する耐久性が増大させられ、かつ、２つの被加工物の間の相互偏倚（ｍｕｔｕａｌ  ｂｉａｓ）さえもが実現されるだろう。フロードリルねじ（ｆｌｏｗ  ｄｒｉｌｌｉｎｇ  ｓｃｒｅｗ）に比較して、著しくより短い連結時間が実現されることが可能である。
【０００７】
本発明の改善策では、穴形成部分の最大外径が、環状突起の相互間のシャフトのコア直径よりも大きい。
【０００８】
したがって、穴形成部分によって形成される穴の直径は、環状突起の相互間のシャフトのコア直径と環状突起の外径との中間である。したがって、形成された穴の中での環状突起の確実な保持が実現されてもよく、かつ、さらに、その穴を取り囲む加熱された材料が環状突起の間を流動すること、または、少なくとも、その穴が、冷却中に、環状突起の確実な保持と、したがって連結要素の確実な保持とが実現されるように、著しく縮小することとが可能にされる。
【０００９】
本発明の改善策では、一定不変の外径を有する加速区域（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  ｒｅｇｉｏｎ）が、穴形成部分のヘッド側の端部と保持部分の始点との間に配置されており、この場合に、加速区域の外径は、穴形成部分の最大外径よりも小さい。
【００１０】
穴形成部分による穴の形成の後に、ボルトが、２つの被加工物に対して相対的に、上記ボルトに加えられるシャフト方向圧力の結果としてシャフト方向に加速されるということが、こうした加速区域によって実現される。その次に、環状突起を有する保持部分が、形成された穴の壁に接触する時には、ボルトがすでに非常に高速であり、または、大きな推力を有するので、環状突起を有する保持部分が、連結要素ヘッドの下方側部が上方被加工物の上方側部上に載るまで、形成された穴の中に非常に迅速に押し込まれる。
【００１１】
本発明の改善策では、加速区域の外径は、環状突起の相互間のシャフトのコア直径よりも大きいか、または、大きさが等しい。
【００１２】
加速区域の外径に関しては、加速区域が、穴形成部分によって形成された穴の内径よりも小さいということが明らかである。
したがって、採用随意に連結要素の回転との組合せの形での、シャフト方向の押込み嵌合の際には、加速区域が穴の中に入った直後に、形成された穴と連結要素との間の摩擦が大きく減少させられる。
したがって、連結要素はシャフト方向の圧力を被って、穴の中へ入ることを促進されるだろう。この場合に、加速区域は、すでに穴形成部分の最大直径で始まり、保持部分の始点で、即ち、第１の環状突起において終わる。
したがって、シャフトの直径は、最初は、穴形成部分の最大直径から進むにつれて加速区域の円筒形部分に移行するように減少するだろう。
【００１３】
本発明の改善策では、加速区域の長さ、特に、加速区域の円筒形部分の長さが、穴形成部分の長さの２０％から５０％の間であり、好ましくはその３０％である。
穴形成部分の長さと、さらに、加速区域の長さ、特に加速区域の円筒形部分の長さは、相互連結される被加工物の厚さに適合化させられている。
穴形成部分の長さの２０％から５０％の間の、好ましくはその３０％の加速区域の長さが、連結要素ヘッドの下方側部が外側被加工物の表面上に載るまでの、形成穴の中への保持部分の非常に迅速な押込み嵌合を実現するように、被加工物に対する連結要素の適切な加速を確実なものにする。
【００１４】
本発明の改善策では、穴形成部分はその自由端部に丸い先端部を有する。
本発明の改善策では、穴形成部分は、少なくともその自由端部の区域内に、多角形の横断面を有する。
穴形成時の穿孔時間の減少が、丸いことが有利である先端部に続いてもよい、こうした多角形断面によって実現される。
本発明の改善策では、この多角形断面は丸コーナーを有する。
本発明の改善策では、多角形横断面は、丸コーナーを有する三角形であるように構成されている。
穴形成時の特に確実な結果が、丸コーナーを有する三角形によって実現され、かつ、この丸コーナーは、凸状に湾曲した側方端縁によって連結されてもよい。
【００１５】
本発明の改善策では、加速区域は円形の横断面を有する。
穴形成部分の横断面が多角形である場合にさえ、円形の穴が穴形成部分によって生じさせられる。加速区域が穴の内側に位置している場合にさえ、被加工物に対して、及び、さらには穴に対して連結要素を加速するように、連結要素と穴の壁との間の摩擦が可能な限り減少させられなければならない。
これを実現するためには、加速区域の横断面が円形である場合には、加速区域の外壁が穴の壁全体から均一に間隔をあけられるので、加速区域の円形の横断面が非常に適している。
【００１６】
本発明の改善策では、保持部分が円形の横断面を有する。
保持部分は、その環状突起によって、穴形成部分によって形成されている穴の壁と噛み合うために設けられている。
この場合も、保持部分の円形横断面が有利であり、かつ、少なくとも保持部分の外周部が円形であることが有利である。
【００１７】
本発明の目的は、さらに、少なくとも２つの被加工物を連結するための方法によって実現され、この場合に、被加工物は互いに重なり合って配置されており、かつ、本発明による連結要素が回転させられて、被加工物の外側の被加工物の上に配置され、かつ、連結要素ヘッドに面する外側構成要素の表面上に連結要素の下方側部が載るまで、シャフト方向の圧力が連結要素に及ぼされる。
【００１８】
連結要素が回転させられて、被加工物の外側被加工物の上に配置されるので、穴形成部分の自由端部は外側被加工物に接触する。
穴形成部分の回転によって、被加工物は、局所的に激しく加熱され、かつ、穴形成部分は、その２つの被加工物内に通路を有する穴を形成する。
このために、穴形成部分の回転とは別に、連結要素に作用するシャフト方向圧力も必要とされる。このシャフト方向圧力は、連結要素ヘッドに面する外側構成要素の表面上に連結要素の下方側部が載るまで維持される。
フロードリルねじに対する大きな違いが、この点にある。ねじ山を保持部分に有するフロードリルねじの場合には、典型的にはタッピンねじであるねじ山が、穴形成部分によって形成され終わった穴の壁の中に噛み合ってしまえば、シャフト方向圧力は必要とされない。
この場合に、フロードリルねじの単純な回転によって、フロードリルねじが、ねじ山によって、そのねじヘッドの下方側部が載るまで、穴の中に引き込まれる。
本発明による方法と、本発明による連結要素の場合には、保持部分内にねじ山が備えられておらず、したがって、穴形成部分によって形成され終わっている穴の中に連結要素が押込み嵌合させられるように、シャフト方向圧力が維持されなければならない。
本発明による方法では、この場合に、このシャフト方向の押込み嵌合が、連結要素が回転し続けるのに応じて行われてもよい。
フロードリルねじとは対照的に、連結を確立するための必要とされる時間に関する著しい削減が、本発明による連結要素と本発明による方法とを使用することによって達成されることが可能である。
【００１９】
本発明の改善策では、外側構成要素の表面上への連結要素ヘッドの下方側部の配置時に、連結要素が回転し続ける。
驚くべきことに、外側被加工物上に連結要素のヘッドが載り終わった後にさえ、連結要素のさらなる回転が、連結要素の保持力を損なうことがないということが実証されている。特に、フロードリルねじのヘッドが外側被加工物の上に載った直後に回転が止められない時にフロードリルねじの場合に常に発生する穴壁の断裂のような、穴壁の断裂が生じることがない。
【００２０】
本発明の改善策では、連結要素ヘッドの下方側部が外側の構成要素の上に配置される時に、連結要素の回転運動の回転角が３６０°よりも大きい。
連結要素ヘッドの下方側部の配置時に、行われている被加工物内の連結要素の固着が簡単であるだけではない。３６０°未満の回転だけしか、こうした固着のためには必要とされないだろう。
驚くべきことに、連結要素ヘッドの配置時に、３６０°を越える回転角は、さらに、連結要素の非常に確実な保持力を生じさせることが実証されている。
穴形成部分によって形成され終わっている穴の壁、または、この壁を形成する材料が、それぞれに激しく加熱され、かつ、環状突起の相互間の中間間隔の中に流れ込むだろうし、または、ペースト状態であり、かつ、それぞれに環状突起の間を移動するだろう。
このことは、外側の構成要素の上での連結要素ヘッドの配置時に、連結要素のさらなる回転によって補助される。
形成穴の壁を形成している材料の激しい加熱が、さらに、冷却中の穴の収縮を生じさせる。したがって、形成穴の中の連結要素の保持部分の固着または阻止がそれぞれに容易化される。
【００２１】
本発明の改善策では、外側の被加工物上に連結要素ヘッドの下方側部を配置する時に、連結要素は、その連結要素の回転が停止状態に減速させられるまで回転運動を行うように駆動されることはない。
したがって、連結要素の回転駆動は、連結要素ヘッドの配置時に停止させられてもよく、かつ、単純に摩擦によって連結要素が停止状態へ自然に減速させられてもよい。
【００２２】
本発明の改善策では、外側構成要素上に連結要素ヘッドの下方側部を配置する時に、連結要素は、予め決められた角度に回転させられ続ける。
このようにして、決められた回転移動がその配置時に行われてもよく、かつ、この場合に、回転移動は、３６０°を越える回転角を容易に有してもよい。
【００２３】
本発明のさらに別の特徴と利点とが、特許請求項と、図面に関連した本発明の好ましい実施形態の後述の説明とから明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による連結要素の側面図を示す。
【図２】縦軸線に対して平行である、図１の連結要素の断面図を示す。
【図３】縦軸線に対して直角である、図１の連結要素の加速区域の断面図を示す。
【図４】縦軸線に対して直角である、図１の連結要素の穴形成区域の断面図を示す。
【図５】部分的に拡大した、図１の連結要素の説明図を示す。
【図６】部分的に拡大した、図１の連結要素の別の説明図を示す。
【図７】本発明の連結要素によって２つの被加工物を連結する際の一段階を示す。
【図８】本発明の連結要素によって２つの被加工物を連結する際の一段階を示す。
【図９】本発明の連結要素によって２つの被加工物を連結する際の一段階を示す。
【図１０】本発明の連結要素によって２つの被加工物を連結する際の一段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１の説明図は、本発明の好ましい実施形態による、本発明による連結要素１０を示す。連結要素１０は、連結要素ヘッド１２とシャフト１４とを有する。連結要素の上方側部上の連結要素ヘッドが、駆動構造１６を備えている。
連結要素ヘッド１２の下方側部１８は、周囲を取り囲む環状溝２０を備えており（図２を参照されたい）、この環状溝２０は、連結要素１０の下方側部１８が外側被加工物の上に載る時に、その外側被加工物の材料の凹みを受け入れるために備えられている。
半径方向に外向きの方向に、連結要素１０の中央縦軸線に対して直角に配置されている平らな環状面２２が、環状溝２０に隣接している。
駆動構造１６は、１つだけの回転方向に連結要素１０が駆動されることと、図１では下向きに作用するシャフト方向圧力が連結要素ヘッド１２に加えられることとを可能にする。
【００２６】
シャフト１４の突出区域が、図１に角括弧によって示されている。連結要素ヘッド１２の下方側部１８から進む形で、複数の環状突起２６、２８を有する保持部分２４が最初に配置されている。
保持部分２４の後に、円筒形部分を有する加速区域３０が続き、この加速区域３０は、角括弧の長さによって示されているように、連結要素ヘッド１２の下方側部１８から最も遠い環状突起２６から、穴形成部分３２の始点まで延びる。
したがって、この加速区域は、さらに別の延長区域を有し、この別の延長区域では、加速区域３０の外径が、円筒形区域内の一定不変の外径から、穴形成部分３２の最大外径にまで増大する。
穴形成部分３２は、丸い先端部３４で終端するシャフト１４の自由端部に向かう方向に先細になっている。
【００２７】
図４は、穴形成部分３２を通る断面を示し、この断面は、連結要素１０の中央縦軸線に対して直角に延びる。穴形成部分３２が、丸コーナーを有する三角形の形状である多角形の横断面を有することが見てとれる。
丸コーナーの各々は、わずかに凸状に湾曲した側方端縁によって相互連結されている。穴形成部分３２は、先端部３４までその全長にわたって、こうした多角形の横断面を有する。
【００２８】
図３は、加速区域３０の円筒形部分内の、中央縦軸線に対して直角である連結要素１０の横断面を示す。円筒形加速区域３０内の連結要素１０は、円形の横断面を有する。
シャフト１４の横断面も、保持部分２４内において円形である。
【００２９】
図５の拡大図は、穴形成部分３２と、加速区域３０と、保持部分２４の一部分だけを、拡大した説明図の形で示す。
穴形成部分３２の最大外径は、穴形成部分３２のヘッド側の端部に位置しており、かつ、照合符号Ａによって示されている。加速区域３０の円筒形区域内の直径が、符号Ｂによって示されている。環状突起２６、２８の最大外径は符号Ｃで示されている。環状突起２６、２８の外径は、保持部分２４が円筒形の包絡面を有するように同一の大きさである。保持部分２４のコア直径が符号Ｅによって示されている。
【００３０】
図５の拡大説明図では、２つの環状突起２６、２８が常に一対を形成することを見てとれる。環状突起２８の外径は、実際に、環状突起２６の外径と同一の大きさである。
しかし、外周部に沿った２つの環状突起２６、２８の間の、連結要素１０の縦方向の間隔が、可変的な大きさであり、かつ、図５の説明図では右から左に増大し、かつ、左から右へ減少する。
したがって、環状突起２８は、連結要素１０の縦軸線に対して傾斜しているように配置されており、一方、環状突起２６は、その縦軸線に対して直角方向に延びる。
【００３１】
代替案としては、図に示されていない形で、環状突起２６、２８は、さらに、互いに平行であるように配置されてもよく、この場合に、この事例の２つの２つの環状突起は、シャフトの縦軸線に対して直角方向に延びる平面内に完全には配置されておらず、したがって、例えば、縦軸線に対して傾斜して配置されている。
【００３２】
環状突起２６、２８の想定可能な設計の具体例に関しては、本出願人と同じ出願人による特許文献１が参照され、かつ、この特許文献の内容は全体として本明細書に引例として援用されている。
このように、環状突起は、部分的にだけ、縦軸線に対して傾斜して延びてもよい。
【００３３】
加速区域３０の開始の前に、すべてが互いに平行な形で延びる３つの環状突起２６が、縦方向で見た場合に、連続して配置されている。
図１では、合計で３対の環状突起２６、２８が保持部分２４内に連続して配置されていることが見てとれる。その後に、加速区域３０が始まる前に、縦軸線に対して直角方向に延びる３つの環状突起２６が続く。
【００３４】
加速区域３０の円筒形部分が、最後の環状突起２６の後で始まる。この円筒形部分は外径Ｂを有する。円筒形部分の末端の後では、加速区域３０の外径が、加速区域３０が最大直径Ａにおいて穴形成部分３２に移行するまで増大する。その次に、穴形成部分３２は、丸い先端部３４に達するまで連続的に先細になる。
【００３５】
この図示している実施形態の場合における穴形成部分３２の最大直径Ａは、環状突起２６、２８の最大外径Ｃよりも５％小さい。本発明に関しては、最大外径Ａは、最大外径Ｃよりも３％から１０％小さいだろう。
【００３６】
図示されている実施形態における加速区域３０の円筒形部分の外径Ｂは、保持部分２４内のシャフト１４のコア直径Ｄに一致する。穴形成部分３２の最大外径Ａは、加速区域３０の円筒形部分内の直径Ｂよりも大きく、かつ、さらに、保持部分２４のコア直径Ｄよりも大きい。穴形成部分３２の最大外径と、したがって、さらには、互いに重なり合って位置している被加工物の中に形成される穴の直径とが、それぞれに、環状突起２６、２８の外径Ｃと、保持部分のコア直径Ｄ、または、加速区域３０の円筒形部分の外径Ｂとの間の大きさである。
【００３７】
図６の説明図が、図５に既に示されている図１の連結要素１０の一部分を示す。図６は、穴形成部分３２と加速区域３０との間の長さの比率を示すために用いられている。穴形成部分３２は、丸い先端部３４から最大直径Ａに長さＥを有する。加速区域３０は、穴形成部分３２の端部を同時に形成する穴形成部分３２の最大直径Ａから、第１の環状突起２６の基部まで、長さＦを有する。
本発明による連結要素の場合には、加速区域３０の長さＦは、穴形成部分３２の長さＥの２０％から５０％の間である。
図示している実施形態では、加速区域３０の長さＦは、穴形成部分３２の長さＥの約３０％である。
【００３８】
図６によって示されている長さ比率と、図５によって示されている直径比率とが、本発明による連結要素によって２つの被加工物を連結する時に、卓越した結果をもたらすということが明らかになっている。
特に、穴形成時と、さらには保持部分２４をシャフト方向に押込み嵌合させる時において、非常に短いサイクル時間が実現されるだろう。
全体的に見て、フロードリルねじ、または、他の連結要素に比較して、サイクル時間の５０％までの削減が実現されるだろう。
本発明による連結要素１０と、本発明による方法とが、例えば、アルミニウムパネルをスチールパネルに連結するために、または、さらには、２つのアルミニウムパネルを連結するために使用される。
この場合に、連結要素１０は、２つの被加工物が接着接合される場合には、接着剤が硬化し終わるまで被加工物を一体状に圧着させる役割を果たすだけでもよい。
【００３９】
図７から図１０の説明図は、本発明による方法を実施する時の、様々な方法段階を示す。各々の場合に、連結要素１０の図解は概略的である。
さらに、図７から図１０の構成に基づいて想定可能であるものとは対照的に、連結工程中に相互連結される２つの被加工物４０、４２が不動状態であり且つ同一の高さのままであるということが指摘される。
【００４０】
図７は、穴形成部分３２の先端部３４によって２つの被加工物４０、４２の方向にシャフト方向圧力Ｐで追加的に押し当てられている、回転状態にされている連結要素１０が、すでに２つの被加工物４０、４２に貫入し終わっている、本発明による方法の一段階を示す。図７において、穴形成区域３２の最大直径Ａは、外側被加工物４０の表面と概ね同一のレベルにあるように位置している。
【００４１】
連結要素１０は、その次に、さらに回転させられ（図８を参照されたい）、かつ、シャフト方向圧力Ｐによって貫入させられ続ける。
この場合に、シャフト方向圧力Ｐは、必ずしも経時的に一定不変である必要はない。この時点では、穴形成部分３２は、下方の被加工物４２内に穴と通路４４とを形成し終わっている。
加速区域３０は、この時点で、それぞれに、穴の区域内に、または、通路４４の区域内に位置させられている。穴形成区域３２の端部における最大外径Ａに比較して減少している加速区域３０内の直径Ｂが、連結要素１０がシャフト方向圧力Ｐに対してより大きく屈服し、したがって２つの被加工物４０、４２に向かう方向に加速されることが可能であることを生じさせる。
【００４２】
このことが、穴形成部分３２によって形成され終わっている被加工物４０、４２内の穴の中への連結要素１０のシャフト方向の押込み嵌合を容易化する。維持され続けるシャフト方向圧力Ｐと、同様に維持され続ける回転とが、被加工物４０、４２内に形成され終わっている穴に、保持部分２４がその環状突起によって貫入することを生じさせる（図９を参照されたい）。
【００４３】
２つの被加工物４０、４２の中への貫入が、連結要素ヘッド１２の下方側部がそのヘッド１２に面する外側被加工物の表面に載るまで行われる（図１０を参照されたい）。図１０の位置では、連結要素１０のさらなる回転が、本発明による方法にしたがって行われる。
この回転は、連結要素ヘッド１２の下方側部の配置時に、３６０°より大きい角度にわたって行われるだろう。
連結要素１２の回転駆動装置（図７から図１０には示されていない）が停止させられること、または、連結要素１０が駆動され続けることが、本発明に関連して実現される。
図１０の位置における連結要素１０が回転し続ける間に、被加工物４０、４２内の穴を形成する材料が、保持部分２４の環状突起２６、２８の間を流動するか、または、それぞれに環状突起２６、２８の間の中間空間の中に移動するだろう。
これは、加熱された材料の実際の流動移動によって生じてもよい。しかし、被加工物４０、４２内の穴を形成する材料が単独で温度低下するので、穴の直径も減少し、かつ、穴の壁と保持部分２４の環状突起２６、２８との間で噛み合いが生じる。
【００４４】
したがって、本発明による連結要素１０を使用し、且つ、本発明による上記方法を使用することによって、２つの被加工物４０、４２を連結する時に、極めて短いサイクル時間が実現されるだろう。
詳述したように、被加工物４０、４２の互いに対向する表面が接着剤で被覆されてもよく、連結要素１０が、追加的に２つの被加工物を互いに固定し、且つ、接着剤が硬化し終わるまで２つの被加工物を相互に圧着した状態に保持する働きをする。
【符号の説明】
【００４５】
１０    連結要素
１２    連結要素ヘッド
１４    シャフト
１６    駆動構造
２４    保持部分
２６、２８    環状突起
３０    加速区域
３２    穴形成部分
４０、４２    被加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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