DE102006000277A1 - Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Elementen - Google Patents

Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Elementen Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an zu verbindenden Elementen ist offenbart, bei dem die Vielzahl an Elementen übereinander aufgestapelt wird und die Elemente miteinander an den Endabschnitten (7) der übereinander angeordneten Teile (4) der Elemente miteinander verbunden werden. Die übereinander angeordneten Teile der Elemente werden gehalten, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seiten gehalten werden, während ein Anpresswerkzeug (8, 12, 16), das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen (9) der übereinander angeordneten Teile gepresst wird und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so gedreht und/oder bewegt wird, dass die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gerieben werden, um ein Reibungserwärmen zu bewirken, das zu einer Verursachung eins plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente an den Endabschnitten ihrer übereinander angeordneten Teile miteinander verbunden wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zweckdienliches Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Elementen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum miteinander erfolgenden übereinander angeordneten Elementen, bei denen eine Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen übereinander aufgestapelt sind, und die Elemente miteinander an ihren Endabschnitten verbunden werden.
  • Es gab Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an zu verbindenden Elementen, die miteinander an ihren Endabschnitten zu verbinden sind, als Formen an miteinander verbundenen übereinander angeordneten Teilen einer Vielzahl an Elementen, und diese Verfahren sind als Stumpf- bzw. Stoßverbindung, Randschweißen und dergleichen bekannt.
  • Es wird im Allgemeinen ein Schmelzschweißen angewendet, bei dem ein Bogen oder ein Laser verwendet wird, um die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile miteinander zu verbinden. Jedoch gibt es in diesem Fall ein dem Schweißen innewohnendes Problem, bei dem ein Verbindungsfehler, der durch eine Leerstelle (Lunker) etc. verursacht wird, zusätzlich zu dem nachteilhaften Einfluss auf die anderen Abschnitte der Elemente bewirkt wird, der durch das Schweißen verursacht wird. Wenn darüber hinaus die Dicke der übereinander angeordneten Teile der miteinander zu verbindenden Elemente nicht ausreichend dick ist, wird ein Problem eines Durchbrennens verursacht. Daher war es schwierig, einen vorteilhaften und guten Verbindungsaufbau zu erzielen.
  • Anders als bei einem Verfahren zum Verbinden, das eine Erzeugung einer großen Menge an Wärme (Wärmeenergie) derart mit sich bringt wie das vorstehend erwähnte Schmelzschweißen, ist außerdem ein Reibungsbewegungsschweißen bekannt, bei dem Reibungswärme zwischen zwei miteinander zu verbindenden Elementen erzeugt wird. Bei dem Verfahren des Reibungsbewegungsschweißens werden die miteinander zu verbindenden Elemente in einem Anlagekontakt mit den Endflächen zueinander gehalten; wird ein Drehwerkzeug an die aneinander anliegenden Endflächen der Elemente gepresst, während das Drehwerk relativ zu den Elementen gedreht wird; und werden die Elemente einem Druckschweißen ausgesetzt, das die Reibungswärme nutzt, die an der Grenzfläche zwischen den Elementen und dem Drehwerkzeug erzeugt wird. Dem gemäß muss das Drehwerkzeug gedreht werden, während die miteinander zu verbindenden Elemente in einem Anlagekontakt miteinander gehalten werden, und daher ist es möglich, die vorstehend erwähnten übereinander angeordneten Teile der Vielzahl an Elementen an ihren Endabschnitten miteinander zu verbinden. Darüber hinaus ist es, wenn dieses Verfahren des Schmelzschweißens angewendet wird, schwierig, in großem Maße gekrümmte Grate zu vermeiden, so dass die Form oder das äußere Erscheinungsbild von dem Verbindungsabschnitt nicht zufriedenstellend ist.
  • Die vorliegende Erfindung spricht die vorstehend dargelegte Situation an. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, die Endabschnitte von übereinander angeordneten Teilen von miteinander zu verbindenden Elementen effektiv miteinander zu verbinden, ohne ein Schmelzschweißverfahren aufzugreifen. Es ist außerdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile der Elemente selbst dann mit Leichtigkeit und stabil miteinander zu verbinden, wenn die übereinander angeordneten Teile dünn sind.
  • Die vorstehend dargelegte Aufgabe kann gemäß einem Prinzip der vorliegenden Erfindung gelöst werden, indem ein Verfahren geschaffen wird zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen mit den Schritten: übereinander erfolgendes Aufstapeln der Vielzahl an Elementen und miteinander erfolgendes Verbinden der Elemente an den Endabschnitten der übereinander angeordneten Teile der Elemente, wobei die übereinander angeordneten Teile der Elemente gehalten werden, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seite gehalten werden, während ein Anpresswerkzeug, das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so gedreht und/oder so bewegt wird, dass die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gerieben werden, um ein Reibungserwärmen zu bewirken, das zu einem Bewirken eines plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente an den Endabschnitten von ihren übereinander angeordneten Teilen miteinander verbunden werden.
  • Bei dem Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden der Endabschnitte von übereinander angeordneten Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung werden die übereinander angeordneten Teile der Elemente gehalten, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seiten gehalten werden, während ein Presswerkzeug, das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen bewegt wird und/oder gedreht wird, so dass die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gerieben werden, um Reibungswärme zu erzeugen, die dazu führt, dass die Endabschnitte weich werden, was zu einer Verursachung eines plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente in fester Phase an den Endabschnitten ihrer übereinander angeordneten Teile effektiv miteinander verbunden werden. Gemäß dem vorliegenden Verfahren werden die sich aus dem Schmelzschweißen ergebenden Probleme gänzlich gelöst, und ein effektives Verbinden an den beabsichtigten Endabschnitten oder Endoberflächenlagen wird verwirklicht.
  • Außerdem ist bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich ein Vorgang zum relativen Drehen/Bewegen des Presswerkzeugs erforderlich, während das Presswerkzeug gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird. Dem gemäß kann der Aufbau einer Verbindungsvorrichtung vereinfacht werden, ohne dass kostspielige Schweißvorrichtungen oder Hilfsgeräte etc. erforderlich sind, und die Verbindungsvorgänge können außerdem vereinfacht werden. Dem gemäß können zusätzlich zu der Vereinfachung des Verbindungsvorgangs in vorteilhafter Weise die Kosten des Schweißens verringert werden.
  • Um die vorstehend erwähnte Aufgabe und andere Ziele zu lösen, die aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervorgehen, wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise zumindest anhand der folgenden Merkmale in der Praxis ausgeführt. Die vorliegende Erfindung kann außerdem ausgeführt werden, indem die nachstehend erwähnten Merkmale in geeigneter Weise kombiniert werden. Es sollte verständlich sein, dass die Ausführungsbeispiele und die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht auf die nachstehend dargelegten Angaben beschränkt sind, sondern anhand der gesamten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen gewürdigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise zumindest anhand der folgenden Merkmale in der Praxis ausgeführt:
    • (1) Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen mit den Schritten: übereinander erfolgendes Aufstapeln der Vielzahl an Elementen und miteinander erfolgendes Verbinden der Elemente an den Endabschnitten der übereinander angeordneten Teile der Elemente, wobei die übereinander angeordneten Teile der Elemente gehalten werden, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seite gehalten werden, während ein Anpresswerkzeug, das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so gedreht und/oder so bewegt wird, dass die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gerieben werden, um ein Reibungserwärmen zu bewirken, das zu einem Bewirken eines plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente an den Endabschnitten von ihren übereinander angeordneten Teilen miteinander verbunden werden.
    • (2) Verfahren gemäß Merkmalskombination (1), wobei das Anpresswerkzeug einen Anpresszapfen aufweist, der um seine Achse gedreht wird, und der Anpresszapfen gedreht wird, während ein Endstück von dem Anpresszapfen gegen die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gepresst wird, und der Anpresszapfen relativ in einer Richtung bewegt wird, in der sich die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile erstrecken.
    • (3) Verfahren gemäß Merkmalskombination (1), wobei das Anpresswerkzeug eine Presswalze aufweist, die um ihre Achse gedreht wird, und die Anpresswalze gedreht wird, während der Umfang der Anpresswalze gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und die Anpresswalze relativ in einer Richtung bewegt wird, in der sich die Endflächen der übereinander angeordneten Teile erstrecken.
    • (4) Verfahren gemäß Merkmalskombination (1), wobei das Anpresswerkzeug einen Anpressspatel aufweist, und der Anpressspatel gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, während das Anpresswerkzeug gedreht wird und/oder relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so bewegt wird, dass die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile miteinander verbunden werden.
    • (5) Verfahren gemäß einer der Merkmalskombinationen (1) bis (4), wobei die übereinander angeordneten Teile gehalten werden, indem sie zwischen Verbindungseinspanneinrichtungen in einer Richtung sandwichartig angeordnet werden, in der die übereinander angeordneten Teile aufeinander gestapelt sind, während die übereinander angeordneten Teile von beiden Seiten der Verbindungseinspanneinrichtungen vorragen und die Elemente miteinander an den Endabschnitten der vorragenden übereinander angeordneten Teile verbunden werden. Wenn der Verbindungsvorgang der vorstehenden Endabschnitte durch das Anpresswerkzeug ausgeführt wird, während die übereinander angeordneten Teile der Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen von beiden Seiten der Verbindungseinspanneinrichtungen vorragen, kann gemäß der vorstehend beschriebenen Merkmalskombination in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass das Anpresswerkzeug dazu gebracht wird, dass es mit den Fixiereinspanneinrichtungen in Kontakt gelangt oder diese beeinträchtigt.
    • (6) Verfahren gemäß einem der vorstehend erwähnten Merkmalskombinationen (1) bis (5), wobei zumindest eine erste Nut an einer Kontaktfläche des Anpresswerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche den Endflächen der übereinander angeordneten Teile so gegenübersteht, dass die zumindest eine Nut an einer Position angeordnet ist, die zumindest einer Grenzfläche zwischen den übereinander angeordneten Teilen entspricht, die sich entlang der Endflächen erstreckt. Wenn das Anpresswerkzeug die Nut hat, die an der Position angeordnet ist, die sich an ihrer Kontaktfläche befindet und der Grenzfläche zwischen den übereinander angeordneten Teilen entspricht, gelangt das Material, das aufgrund des plastischen Flusses fließt, in die Nut. Dem gemäß ist es möglich, die Materialmenge wirkungsvoll zu verringern, die zu der Außenseite der Endabschnitte als Grate abgegeben wird.
    • (7) Verfahren gemäß einem der vorstehend erwähnten Merkmalskombinationen (1) bis (6), wobei eine zweite Nut, die eine Öffnung hat, deren Breite größer als die Dicke der übereinander angeordneten Teile ist, an der Kontaktfläche des Anpresswerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche der übereinander angeordneten Teile so gegenübersteht, dass die zweite Nut sich entlang der Endflächen erstreckt, und die Endabschnitte von den übereinander angeordneten Teilen in der Nut untergebracht werden, wodurch das Reibungserwärmen bewirkt wird. Aufgrund des Vorhandenseins der Nut, die an der Oberfläche des Presswerkzeugs vorgesehen ist, werden die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile untergebracht und durch die Reibungswärme erwärmt. Dem gemäß wird das Auftreten der Grate noch wirkungsvoller eingeschränkt, ohne dass ein Zwischenraum zwischen den übereinander angeordneten Teilen gestaltet wird.
    • (8) Verfahren gemäß einer der vorstehend erwähnten Merkmalskombinationen (1) bis (7), wobei die Dicke der übereinander angeordneten Teile von den miteinander zu verbindenden Elementen nicht mehr als 3 mm beträgt. Die vorliegende Erfindung wird vorteilhaft angewendet beim miteinander erfolgenden Verbinden der übereinander angeordneten Teile, die so dünn sind, wie dies vorstehend dargelegt ist, so dass die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile effektiv miteinander verbunden werden können.
    • (9) Verfahren gemäß einer der vorstehend erwähnten Merkmalskombinationen (1) bis (8), wobei die Dicke der übereinander angeordneten Teile der miteinander zu verbindenden Elemente nicht mehr als 1 mm beträgt. Wenn die Dicke der übereinander angeordneten Teile nicht größer als 1 mm ist, ist es im allgemeinen schwierig, die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile miteinander zu verbinden. Jedoch können gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Endabschnitte der miteinander zu verbindenden Elemente vorteilhaft miteinander sogar dann verbunden werden, wenn die Dicke der Elemente so dünn ist, wie dies vorstehend dargelegt ist.
    • (10) Verfahren gemäß einer der vorstehend erwähnten Merkmalskombinationen (1) bis (9), wobei die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen vorgewärmt werden, bevor die Endflächen dazu gebracht werden, dass sie mit dem Anpresswerkzeug in Kontakt gelangen.
  • Durch das Vorerwärmen der Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile gemäß der vorliegenden Erfindung kann der plastische Fluss, der durch die Reibungswärme bewirkt wird, noch effektiver geleitet werden, wodurch die Endabschnitte bei einer hohen Geschwindigkeit miteinander verbunden werden können.
  • Die vorstehend dargelegten und andere Ziele, Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung ist anhand der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung der gegenwärtig als bevorzugt erachteten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
  • Die 1A und 1B zeigen schematische Ansichten im Querschnitt von einem Beispiel eines Verfahrens zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Teilen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 1A eine Querschnittsansicht der Elemente vor dem miteinander erfolgenden Verbinden ihrer Endabschnitte zeigt und 1B eine Querschnittsansicht der übereinander angeordneten Teile während des miteinander erfolgenden Verbindens ihrer Endabschnitten zeigt.
  • Die 2A und 2B zeigen schematische Ansichten von einem anderen Beispiel eines Verfahrens zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Teile gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2A eine Schnittansicht im Querschnitt von den übereinander angeordneten Teilen zeigt, bevor sie an ihren Endabschnitten miteinander verbunden werden, und 2B eine Ansicht von oben auf die übereinander angeordneten Teile zeigt, während sie miteinander an ihren Endabschnitten verbunden werden.
  • Die 3A und 3B zeigen Beispiele von Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen die Drehrichtungen der Anpresswalzen zueinander unterschiedlich sind.
  • 3A zeigt eine erläuternde Seitenansicht, bei der die Presswalze in einer umgekehrten Richtung in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Presswalze gedreht wird, und 3B zeigt eine erläuternde Seitenansicht, bei der die Presswalze in einer Bewegungsrichtung der Presswalze gedreht wird.
  • 4 zeigt eine erläuternde Ansicht von einem anderen Beispiel eines Verfahrens zum miteinander erfolgenden Verbinden von Endabschnitten von übereinander angeordneten Teilen gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 5A bis 5D zeigen erläuternde Querschnittsansichten von einer Vielfalt an Zuständen eines Presswerkzeugs, das an die Endabschnitte der übereinander angeordneten Abschnitte in Anlage zu bringen ist, gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die 5A bis 5D Querschnittsansichten von verschiedenen Formen von Umfangsflächen der Anpresswalzen bzw. apikale Flächen von Pressspateln zeigen.
  • 6 zeigt eine Fotografie von einer vergrößerten Ansicht eines Querschnitts von einem Ausbilden von übereinander angeordneten Teilen, die an ihren Endabschnitten miteinander verbunden werden und sich bei dem Beispiel 3 ergeben.
  • Nachstehend sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Zunächst ist auf die 1A und 1B Bezug genommen, in denen in schematischer Weise das äußere Erscheinungsbild der übereinander angeordneten Teile vor und während des Verbindungsvorgangs gezeigt sind, bei dem ihre Endabschnitte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden. Mit den in diesen Zeichnungen gezeigten Bezugszeichen 2a, 2b und 2c sind Metallplatten bezeichnet, die miteinander zu verbinden sind. In diesen Zeichnungen sind die drei Platten 2a, 2b und 2c aneinander an den übereinander angeordneten Teilen 4 übereinander angeordnet, während die übereinander angeordneten Teile 4 gehalten werden, indem sie zwischen Verbindungseinspanneinrichtungen von beiden Seiten einer Richtung sandwichartig angeordnet werden, in der die übereinander angeordneten Teile aneinander übereinander angeordnet sind, wodurch die übereinander angeordneten Teile 4 an einer bestimmten Position gehalten und fixiert werden können. Außerdem ist eine apikale oder spitze Fläche eines als ein Rundstab geformten Anpresszapfens 8 als ein Presswerkzeug, das bei einer hohen Geschwindigkeit um seine eigene Achse gedreht werden kann, so positioniert, dass es den Endabschnitten 7 der übereinander angeordneten Teile 4 gegenüberliegt. Der Anpresszapfen 8 kann in seiner axialen Richtung bewegt werden und an die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 gepresst werden. Der Anpresszapfen 8 ist härter als die Metallplatten 2a2c.
  • Wie dies in 1A gezeigt ist, bewegt sich bei dem Verfahren des miteinander erfolgenden Verbindens der Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung der Anpresszapfen 8 als das Anpresswerkzeug oder Presswerkzeug nach vorn, während es bei einer hohen Geschwindigkeit um seine Achse gedreht wird. Die apikale Fläche oder spitze Fläche des Anpresszapfens 8 wird an den Endabschnitten 7 in Anlage gebracht, die einige Abschnitte von den Endabschnitten der übereinander angeordneten Teile 4 sind, und wird zu den übereinander angeordneten Teilen 4 hin weiter gepresst, so dass die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile gerieben werden, um Reibungswärme zu erzeugen, die dazu führt, dass sich ein plastischer Fluss ergibt. Dem gemäß wird, wie dies in 1B gezeigt ist, ein Schweißbereich 10 an einer Oberfläche der Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 ausgebildet, wodurch die Vielzahl an Metallplatten 2a, 2b und 2c an den Endabschnitten 7 der übereinander angeordneten Teile 4 miteinander verbunden werden. Des Weiteren wird, indem der Anpresszapfen 8 relativ zu den übereinander angeordneten Teilen 4 entlang einer Richtung, in der die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 sich erstrecken, ein gänzliches miteinander erfolgendes Verbinden (in der gesamten Länge von den) der Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 verwirklicht.
  • Außerdem ragt bei einem in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel eine vorbestimmte Länge der Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 aus den Fixiereinspanneinrichtungen 6a und 6b heraus, wodurch wirkungsvoll vermieden wird, dass der Anpresszapfen 8 einen Kontakt mit den oder eine Beeinträchtigung der Fixiereinspanneinrichtungen 6a und 6b bewirkt. Zusätzlich dazu ergibt sich auch eine Eigenschaft dahingehend, dass die vorragenden übereinander angeordneten Teile noch leichter bewegt werden. Die Länge der vorragenden Abschnitte der übereinander angeordneten Teile 4 wird geeignet bestimmt, und es ist im Allgemeinen ausreichend, wenn die Länge der vorragenden Abschnitte bis zu ungefähr 1 bis 2 mm beträgt.
  • Bei dem Vorgang des vorstehend beschriebenen miteinander erfolgenden Verbindens der Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung können Metallplatten, die aus einer Vielzahl an metallischen Materialien hergestellt sind, als die Metallplatten 2a bis 2c verwendet werden. Es gibt besonders vorteilhaft anwendbare relativ weiche Metallplatten, die aus einem Material wie beispielsweise Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer, Kupferlegierung oder einer Kombination aus irgendwelchen dieser Materialien hergestellt sind. Die vorliegende Erfindung wird besonders vorteilhaft angewendet, wenn die Dicke von jeder der Metallplatten 2a, 2b und 2c nicht mehr als 1 mm beträgt und die Dicke von den übereinander angeordneten Teilen 4 der Metallplatten 2a, 2b und 2c (die Gesamtdicke der Metallplatten 2a, 2b, 2c) nicht mehr als 3 mm beträgt, wodurch die kennzeichnenden Eigenschaften der vorliegenden Erfindung noch vorteilhafter aufgezeigt werden.
  • In den 2A und 2B ist außerdem ein anderes Ausführungsbeispiel des miteinander erfolgenden Verbindens der Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem das Anpresswerkzeug eine Anpresswalze 12 aufweist, die in ihrer axialen Richtung gedreht wird und härter als die Metallplatten 2a2c ist. Die Anpresswalze 12 wird bei einer hohen Geschwindigkeit um ihre Achse gedreht, während ihre Umfangsfläche gegen die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 der Metallplatten 2a2c gepresst wird. Dem gemäß wird ein Reibungserwärmen verursacht. Anschließend wird außerdem ein plastischer Fluss verursacht, so dass ein Schweißbereich 10 an den Oberflächen der Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 ausgebildet wird. Des Weiteren werden, wie dies in 2B gezeigt ist, indem die Anpresswalze 12 relativ zu den übereinander angeordneten Teilen 4 entlang einer Richtung bewegt wird, in der die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 sich erstreckt, die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 miteinander verbunden.
  • Bei der in 2 gezeigten Anpresswalze 12 sind zwei erste Nuten 14a und 14b an einer Umfangsfläche (Walzenfläche) der Anpresswalze 12 in einer Umfangsrichtung vorgesehen, wobei die Umfangsfläche mit den Endflächen 9 in Anlage zu bringen ist und gegen die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 gepresst wird. Die ersten Nuten 14a und 14b sind so vorgesehen, dass sie an Positionen angeordnet sind, die den Grenzflächen zwischen den Metallplatten 2a und 2b bzw. zwischen 2b und 2c entsprechen, und sich entlang der Verbindungsrichtung der Platten erstrecken (die Grenzflächen zwischen den übereinander angeordneten Teilen an den Endabschnitten der Platten). Gemäß diesem Aufbau werden die Materialien weich gemacht, was zu einem Bewirken des plastischen Flusses führt, wobei dieser in den ersten Nuten 14a und 14b untergebracht wird, wodurch verhindert wird, dass die Materialien zu der Außenseite der Platten hin als Grate abgegeben werden.
  • Außerdem ist, wie dies in 2B gezeigt ist, die Drehrichtung der Anpresswalze 12 entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Anpresswalze 12 relativ zu den übereinander angeordneten Teilen 4, wodurch ein noch vorteilhafteres Reibungserwärmen mit Leichtigkeit erzeugt werden kann.
  • Außerdem sind in den 3A und 3B in schematischer Weise Ausführungsbeispiele gezeigt, die sich voneinander im Hinblick auf die Drehrichtungen der Anpresswalzen relativ zu der Bewegungsrichtung der übereinander angeordneten Teile 4 der Metallplatten 2a2c als die miteinander zu verbindenden Basismaterialien und die Anpresswalze 12 unterscheiden. In 3A wird ähnlich wie bei den 2A und 2B die Anpresswalze 12, die in einer umgekehrten Richtung relativ zu der Relativbewegungsrichtung der Basismaterialien gedreht wird, gegen die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 gepresst, wodurch die Materialien (die Basismaterialien), die aufgrund des plastischen Flusses fließen, vor der Anpresswalze 12 ausgegeben werden. In diesem Fall kann die Menge an ausgegebenen Basismaterialien auf eine minimale Menge begrenzt werden, indem die Relativgeschwindigkeit der Bewegung der Basismaterialien und die Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl der Walze zu einem Gleichgewicht gebracht werden. Andererseits wird in 3B die Anpresswalze 12 in einer vorwärts weisenden Richtung relativ zu der Relativbewegungsrichtung der Basismaterialien gedreht, wodurch die Walze 12 gegen die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 gepresst wird. In diesem Fall werden die Materialien (die Basismaterialien), die aufgrund des plastischen Flusses fließen, hinter der Anpresswalze 12 ausgegeben, so dass in vorteilhafter Weise ein Merkmal eines Anordnens einer geeigneten Verankerungseinspanneinrichtung aufgegriffen werden kann, die die ausgegebenen Basismaterialen nach unten hält. In diesem Fall unterscheidet sich die Relativbewegungsgeschwindigkeit der Basismaterialien und jene der Anpresswalze 12 voneinander, wodurch ein Reibungseffekt an der Grenzfläche zwischen ihnen erzeugt wird, der ein Reibungserwärmen bewirkt.
  • Darüber hinaus sind bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines miteinander erfolgenden Verbindens der Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung, das in 4 gezeigt ist, zwei Metallplatten 2a und 2b, die so ausgebildet sind, dass sie eine scheibenartige Form haben, aneinander aufgestapelt und ein Verbindungsvorgang unter Verwendung eines Anpressspatels wird an den Endabschnitten der übereinander angeordneten Teile der Metallplatten 2a und 2b ausgeführt.
  • Genauer gesagt sind die scheibenartig geformten Metallplatten 2a und 2b übereinander gestapelt, und die Metallplatten 2a und 2b können bei einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden, wobei die Mitte ihrer scheibenartigen Form die Drehmitte ist, wobei die Metallplatten 2a und 2b gehalten werden, indem sie in sandwichartiger Weise zwischen Fixiereinspanneinrichtungen 6a und 6b angeordnet sind, die jeweils ebenfalls eine scheibenartige Form haben. Außerdem wird eine apikale oder eine spitze Fläche eines als eine Platte geformten Anpressspatels 16, die härter als die Metallplatten 2a und 2b ist, gegen die Endflächen 9 der aufgestapelten Metallplatten 2a und 2b die bei einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden, in einer derartigen Weise gepresst, dass die apikale Fläche von dem Anpressspatel 16 zu einem Kontakt mit den Endabschnitten 7 (den Endflächen 9) von beiden Metallplatten 2a und 2b gebracht wird. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, einen plastischen Fluss an den Oberflächen der Endabschnitte 7 der beiden Metallplatten 2a und 2b aufgrund eines Reibungserwärmens zu bewirken und insgesamt den Umfang von der scheibenartigen Form der beiden Metallplatten miteinander zu verbinden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sind in geeigneter Weise ausgewählte Formen der Umfangsfläche der vorstehend beschriebenen Anpresswalze 12 vorhanden, die zu einem Kontakt (zu einer Anlage) mit den Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile 4 gebracht wird und gegen diese gepresst wird, und die in den 5A bis 5D gezeigten Formen werden in besonders vorteilhafter Weise aufgegriffen.
  • In den 5A bis 5D ist jeweils die Breite (die Länge in ihrer axialen Richtung) von der Anpresswalze 12 und die Breite von einer apikalen Fläche des Anpressspatels 16 (die Breite von einer Endfläche des Anpressspatels 16, die in Anlage zu bringen ist, zu den Endabschnitten 7 der übereinander angeordneten Teile 4) im Wesentlichen die gleiche oder größer als die Breite der Endabschnitte 7 von dem übereinander angeordneten Abschnitt 4. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel in 5A hat die Querschnittsfläche von der Umfangsfläche der Walze oder die apikale Fläche des Anpressspatels eine trapezartige Form und kann gegen die Endflächen 9 von dem übereinander angeordneten Abschnitt 4 gepresst werden. Gemäß diesem Aufbau kann der Kontaktbereich zwischen den Endabschnitten und dem Anpresswerkzeug vergrößert werden, was zu den Vorteilen führt, dass ein Reibungserwärmen vorteilhaft bewirkt werden kann, und es ist in höchsten Grade einfach, den mittleren Abschnitt der Endabschnitte zu bewegen. Bei den Ausführungsbeispielen der 5B und 5C sind erste Nuten 14a und 14b vorgesehen, die an den Positionen angeordnet sind, die den Grenzflächen zwischen den Metallplatten 2a und 2b bzw. zwischen den Metallplatten 2b und 2c entsprechen, wobei sie sich entlang der Richtung erstrecken, in der die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile miteinander verbunden werden und/oder einer Richtung einer Relativdrehung/Relativbewegung der Endabschnitte. Gemäß diesem Aufbau wird eine Eigenschaft aufgezeigt, dass die Materialien, die weich gemacht werden und fließen aufgrund des plastischen Flusses, wirkungsvoll in den ersten Nuten 14a und 14b untergebracht werden, wobei verhindert wird, dass sie zu der Außenseite der Platten hin abgegeben werden, wodurch die Erzeugung von Graten wirkungsvoll gedämmt wird.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel in 5D zeigt sich die Eigenschaft, dass die ersten Nuten 14a und 14b miteinander eine zweite Nut 14 ausbilden, die größer als die erste Nut ist. Die zweite Nut 14 ist, wie dies aus der Zeichnung hervorgeht, so ausgebildet, dass sie eine Öffnung hat, deren Breite größer als die Dicke der übereinander angeordneten Teile 4 ist. Die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 sind in der zweiten Nut 14 untergebracht und werden durch die Reibungserwärmung erwärmt, so dass die Erzeugung der Grate minimal gestaltet werden kann, wodurch ein günstiger Schweißzustand erzielt werden kann. Durch die Anordnung der zweiten Nut 14 mit der großen Öffnung können, wenn Räume in den Grenzflächen zwischen den Metallplatten 2a bis 2c an den Endabschnitten 7 der übereinander angeordneten Teile 4 vorhanden sind, die Endabschnitte 7 automatisch durch die zweite Nut 14 gehalten werden, ohne dass irgendein Zwischenraum zwischen den Endabschnitten belassen wird, und das Reibungserwärmen kann effektiv bewirkt werden, wodurch ein günstiger Schweißzustand in vorteilhafter Weise erzielt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, um die vorstehend erwähnten Effekte in vorteilhafter Weise vorzusehen, die Länge von dem Vorsprung der übereinander angeordneten Teile 4 aus den Fixierausspanneinrichtungen 6a und 6b so eingerichtet, dass sie ausreichend länger als jene in den 5A bis 5C ist.
  • Jede der Nuten 14a und 14b, die bei den Ausführungsbeispielen der 5B bis 5D ausgebildet ist, hat eine gezackte Form (eine dreieckige Form). Der Verbindungsvorgang kann mit der tiefsten oder höchsten Position der Nut, die sich an der Grenzfläche zwischen den Metallplatten 2a und 2b und zwischen den Metallplatten 2b und 2c befindet, ausgeführt werden, wodurch die vorstehend erwähnten Vorteile in noch günstigerer Weise aufgezeigt werden können.
  • Beim erfindungsgemäßen miteinander erfolgenden Verbinden der Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile 4 der Metallplatten 2a bis 2c entlang der Richtung, in der die Endabschnitte sich erstrecken, ist es erwünscht, dass die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 vorgewärmt werden, bevor der vorstehend erwähnte Anpresszapfen 8 die vorstehend erwähnte Anpresswalze 12 oder der vorstehend erwähnte Anpressspatel 16 als das Anpresswerkzeug dazu gebracht wird, mit den Endflächen 9 in Kontakt zu gelangen oder gegen diese gepresst zu werden. Gemäß diesem Aufbau kann ein noch wirksamerer plastischer Strom unterstützt werden, wodurch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise gelöst wird. Als Verfahren zum Vorwärmen wird in geeigneter Weise ein bekanntes Erwärmungsverfahren aufgegriffen. Beispielsweise wird zum Vorwärmen der Vorderseite der zu verbindenden Abschnitte in Bezug auf die Verbindungsrichtung der übereinander angeordneten Teile 4 (inkl. der Endabschnitte) ein derartiges Erwärmungsverfahren aufgegriffen, wie beispielsweise ein Hochfrequenzinduktionserwärmen, ein Erwärmen unter Verwendung eines Bogens oder eines Lasers, ein Widerstandserwärmen oder eine Wärmebehandlung mit gesteuerter Atmosphäre. Außerdem ist es, wenn eine kontinuierliche Schweißlinie gemäß der vorliegenden Erfindung aufgegriffen wird, ebenfalls möglich, die Tiefe von dem Verbindungsbereich an Verbindungsabschnitten (den Endabschnitten) zu vergrößern, indem der Verbindungsvorgang für die Endabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung wiederholt wird, während das Ausmaß des Pressens des Presswerkzeugs gegen die Endabschnitte allmählich gesteigert wird.
  • Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierbei detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden kann.
  • Beispielsweise ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die vorliegende Erfindung unter Verwendung von Beispielen erläutert, bei denen die Metallplatten 2a bis 2c, die Plattenelemente sind, als die Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen verwendet werden. Jedoch muss die Anzahl an miteinander zu verbindenden Elementen nicht auf zwei oder drei begrenzt sein. Stattdessen können vier oder mehr Elemente übereinander aufgestapelt und miteinander verbunden werden. Darüber hinaus muss die Form der miteinander zu verbindenden Elemente keine Plattenform sein. Stattdessen kann eine beliebige Form an Elementen aufgegriffen werden, solange die Gesamtheit von den übereinander anzuordnenden Teilen, die dem Verbindungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung ausgesetzt werden, eine plattenartige Form hat.
  • Außerdem wird auch in geeigneter Weise die Presslast des Anpresszapfens 8, der Anpresswalze 12 oder des Anpressspatels 16 an die Endabschnitte 7 der übereinander angeordneten Teile 4 ausgewählt, um so einen stabilen Zustand des Verbindungsbereichs zu erhalten. In ähnlicher Weise werden auch in geeigneter Weise die Geschwindigkeit der Relativdrehung und/oder der Bewegung zwischen den übereinander angeordneten Teilen 4 und des Presswerkzeugs (8, 12, 16) so ausgewählt, dass ein wirksames Reibungserwärmen bewirkt wird.
  • Des Weiteren wird in geeigneter Weise das Material von dem Anpresszapfen 8, der Anpresswalze 12 oder des Anpressspatels 16 des Anpresswerkzeugs ausgewählt, das härter als das Material der Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen ist. Wenn beispielsweise die miteinander zu verbindenden Elemente aus einem weichen Material, wie beispielsweise einem Aluminiummaterial oder einem Kupfermaterial hergestellt sind, wird in vorteilhafter Weise ein Anpresswerkzeug verwendet, das aus Stahl hergestellt ist.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Reibungserwärmen durch den Rotationsbetrieb des Anpresswerkzeugs (8, 12, 16) relativ zu den übereinander angeordneten Teilen 4 bewirkt. Stattdessen oder in Kombination zu diesem Verfahren kann das Reibungserwärmen auch bewirkt werden, indem das Anpresswerkzeug (8, 12, 16) relativ zu den übereinander angeordneten Abschnitten 4 bewegt und insbesondere hin- und hergehend bewegt wird.
  • Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern auch anderweitig mit verschiedenen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, auf die Fachleute kommen können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Zum Zwecke der Darstellung der vorliegenden Erfindung sind einige Erfindungsbeispiele beschrieben. Es muss nicht gesagt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten dieser Beispiele beschränkt ist.
  • Zunächst ist ein Beispiel 1 beschrieben.
  • Als die Basismaterialien wurden Aluminiumplatten (AA6016-T4) verwendet, die eine Dicke von 1 mm hatten und so gepresst wurden, dass sie eine viereckige Hutform im Querschnitt mit einer Breite von 200 mm und einer Länge von 300 mm aufzeigten. Die Endabschnitte der Flansche von den Basismaterialien wurden übereinander gestapelt, um eine Form auszubilden, die derjenigen von gefalteten Händen ähnlich ist, mit übereinander angeordneten Teilen in einer Breite von 5 mm. Die übereinander angeordneten Teile der Flansche wurden gehalten, indem sie zwischen Stahlplatten sandwichartig angeordnet wurden, wobei jede der Platten eine Dicke von 5 mm hatte.
  • Danach wurde ein zylindrisches Stahldrehwerkzeug mit einem Durchmesser von 20 mm um seine Achse gedreht, wie dies in den 1A und 1B gezeigt ist, während die sich drehende Umfangsfläche von dem Drehwerkzeug gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wurde, so dass ein Reibungserwärmen und ein plastischer Fluss an den Anlageabschnitten des Drehwerkzeugs und der Endabschnitte bewirkt wurde, was zu einem miteinander erfolgenden Verbinden der übereinander angeordneten Teile der Flansche führte. In diesem Fall wurde das Drehwerkzeug in einer Längsrichtung in Bezug auf die Flansche mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bewegt, wodurch der Verbindungsvorgang an den Endabschnitten der übereinander angeordneten Teile und entlang der Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile ausgeführt wurde.
  • Die somit verbundenen gepressten Elemente mit einer viereckigen Hutform hatten verbundene Teile entlang der Endabschnitte von ihren Rändern, und die verbundenen Elemente hatten eine ausreichende Festigkeit als eine Abdeckung für ein elektrisches Automobilbauteil.
  • Nachstehend ist ein Beispiel 2 beschrieben.
  • Es wurden Aluminiumplatten (AA3003-H) verwendet, die eine Dicke von 0,4 mm hatten, wobei eine von ihnen so gepresst wurde, dass sie eine zylindrische Hutform zeigte und die andere wurde zu einer Scheibenform mit einem Außendurchmesser von 30 mm ausgebildet. Außerdem wurde eine Teilungsplatte erhalten, die aus dem gleichen Material hergestellt wurde. Anschließend wurden das somit erhaltene zylindrische hutförmige Element und die Scheibe übereinander gestapelt, und die Teilungsplatte wurde zwischen ihnen eingefügt, um einen Abschnitt aus drei Lagen auszubilden, der eine ähnliche Form wie eine zwischen gefalteten Händen sandwichartig angeordnete Scheibe hatte, wobei die übereinander angeordneten Teile eine Breite von 3 mm hatten. Die übereinander angeordneten Teile wurden durch einen Stahlring fixiert und des weiteren an einer Drehbank befestigt und fixiert. Die befestigten Elemente wurden bei einer Drehzahl von 3000 Umdrehungen/min gedreht, während ein spatelförmiges Stahlwerkzeug mit einer Breite von 1 mm gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile mit einer Last von 2000 kN gepresst wurde, wie dies in 4 gezeigt ist. In dieser Weise wurden die Endabschnitte gerieben, während die Elemente 5 Umrundungen bei einer Drehzahl von 100 m/min gedreht wurden, wodurch ein Reibungserwärmen bewirkt wurde und die Endabschnitte miteinander verbunden wurden.
  • Die somit erhaltenen Elemente, von denen die Endabschnitte miteinander verbunden wurden, wurden einem Presstest ausgesetzt, um als ein Batteriegehäuse verwendet zu werden. Als ein Ergebnis wurde erkannt, dass die verbundenen Teile brachen, als eine Belastung, die zum Vermeiden einer gefährlichen Explosion vorbestimmt wurde, aufgebracht wurde.
  • Nachstehend ist ein Beispiel 3 beschrieben.
  • Eine runde Aluminiumplatte (W64C-H14) mit einer Dicke von 0,1 mm wurde zwischen zwei runden Aluminiumplatten (XW861-H14) mit einer Dicke von 0,2 mm sandwichartig angeordnet und die drei Platten wurden zwischen zwei runden Aluminiumplatten des Weiteren sandwichartig angeordnet, von denen jede eine Dicke von 1 mm hatte, wodurch die übereinander gestapelten fünf runden Platten, von denen jede einen Durchmesser von 160 mm hatte, erhalten wurden. Hierbei bezieht sich „W64C" auf ein im Handel erhältliches Lötblech (erhältlich von der Sumitomo Light Metal Industries, Ltd., Japan), das aus einer Kernlage, die aus einer Aluminiumlegierung: AA3003 besteht, und Überzuglagen, die aus einer anderen Aluminiumlegierung: AA4045 bestehen, einstückig zusammengesetzt ist, wobei die Überzuglagen an beiden Seiten der Kernlage ausgebildet sind. In ähnlicher Weise bezieht sich „WX861" auf ein im Handel erhältliches Lötblech (erhältlich von der Sumitomo Light Metal Industries, Ltd., Japan), das aus einer Kernlage, die aus einer Aluminiumlegierung: AA3003 besteht, und einer Überzuglage, die aus einer anderen Aluminiumlegierung: AA7072 besteht, einstückig zusammengesetzt ist, wobei die Überzuglage an lediglich einer Seite der Kernlage ausgebildet ist. Die somit erhaltenen übereinander gestapelten fünf runden Platten wurden zwischen Stahlscheiben in einer solchen Art und Weise weiter sandwichartig angeordnet, dass die Umfangsabschnitte der fünf runden Platten von den Stahlscheiben um 0,6 mm vorragten und die fünf runden Platten, die zwischen den Stahlscheiben sandwichartig angeordnet waren, wurden an einer Allzweckdrehbank befestigt.
  • Anschließend wurden die befestigten Platten bei einer Drehzahl von 640 Umdrehungen/min gedreht, wie dies in 4 gezeigt ist, während ein spatelförmiges Anpresswerkzeug gegen die Endflächen der vorragenden Umfangsabschnitte der übereinander angeordneten runden Platten 15 Sekunden lang bei einer Verbindungsgeschwindigkeit von 23 m/min in einer derartigen Weise gepresst wurde, dass ein Endstück von diesem Anpresswerkzeug 0,3 mm tief in die vorragenden Umfangsabschnitte hineinreichte, wodurch die überlappenden runden Platten miteinander und entlang der Umfangsabschnitte (Endabschnitte) der Platten verbunden wurden.
  • In 6 ist eine Fotografie von einer vergrößerten Querschnittsansicht von einer Ausbildung von somit erhaltenen verbundenen Elementen gezeigt, bei denen die Umfangsabschnitte (Endabschnitte) miteinander verbunden worden sind. Wie dies aus 6 hervorgeht, hat die Umfangsfläche (Endfläche) von den Verbindungselementen einen einstückigen Aufbau und es wurde erkannt, dass dieser Aufbau als ein Ergebnis des plastischen Flusses der Materialien von den Elementen erhalten wurde, wobei dieser durch den vorstehend erwähnten Verbindungsvorgang bewirkt wurde.
  • Bei dem Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an zu verbindenden Elementen wird die Vielzahl an Elementen übereinander aufgestapelt und die Elemente werden miteinander an den Endabschnitten 7 der übereinander angeordneten Teilen 4 der Elemente miteinander verbunden. Die übereinander angeordneten Teile der Elemente werden gehalten, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seiten gehalten werden, während das Anpresswerkzeug 8, 12, 16, das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen 9 der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so gedreht und/oder bewegt wird, dass die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gerieben werden, um ein Reibungserwärmen zu bewirken, das zu einer Verursachung eines plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente an den Endabschnitten ihrer übereinander angeordneten Teile miteinander verbunden wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum miteinander erfolgenden Verbinden einer Vielzahl an miteinander zu verbindenden Elementen mit den folgenden Schritten: übereinander erfolgendes Aufstapeln der Vielzahl an Elementen und miteinander erfolgendes Verbinden der Elemente an den Endabschnitten (7) der übereinander angeordneten Teile (4) der Elemente, wobei die übereinander angeordneten Teile der Elemente gehalten werden, indem die übereinander angeordneten Teile von ihren beiden Seite gehalten werden, während ein Anpresswerkzeug (8, 12, 16), das härter als die Elemente ist, gegen die Endflächen (9) der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und das Presswerkzeug relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so gedreht und/oder so bewegt wird, dass die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gerieben werden, um ein Reibungserwärmen zu bewirken, das zu einem Bewirken eines plastischen Flusses führt, wodurch die Vielzahl der Elemente an den Endabschnitten von ihren übereinander angeordneten Teilen miteinander verbunden werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anpresswerkzeug einen Anpresszapfen (8) aufweist, der um seine Achse gedreht wird, und der Anpresszapfen gedreht wird, während ein Endstück von dem Anpresszapfen gegen die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen gepresst wird, und der Anpresszapfen relativ in einer Richtung bewegt wird, in der sich die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile erstrecken.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anpresswerkzeug eine Presswalze (12) aufweist, die um ihre Achse gedreht wird, und die Anpresswalze gedreht wird, während der Umfang der Anpresswalze gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, und die Anpresswalze relativ in einer Richtung bewegt wird, in der sich die Endflächen der übereinander angeordneten Teile erstrecken.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anpresswerkzeug einen Anpressspatel (16) aufweist, und der Anpressspatel gegen die Endflächen der übereinander angeordneten Teile gepresst wird, während das Anpresswerkzeug gedreht wird und/oder relativ zu den übereinander angeordneten Teilen so bewegt wird, dass die Endabschnitte der übereinander angeordneten Teile miteinander verbunden werden.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die übereinander angeordneten Teile gehalten werden, indem sie zwischen Verbindungseinspanneinrichtungen in einer Richtung sandwichartig angeordnet werden, in der die übereinander angeordneten Teile aufeinander gestapelt sind, während die übereinander angeordneten Teile von beiden Seiten der Verbindungseinspanneinrichtungen vorragen und die Elemente miteinander an den Endabschnitten der vorragenden übereinander angeordneten Teile verbunden werden.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest eine erste Nut (14a, 14b) an einer Kontaktfläche des Anpresswerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche den Endflächen der übereinander angeordneten Teile so gegenübersteht, dass die zumindest eine Nut an einer Position angeordnet ist, die zumindest einer Grenzfläche zwischen den übereinander angeordneten Teilen entspricht, die sich entlang der Endflächen erstreckt.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine zweite Nut (14), die eine Öffnung hat, deren Breite größer als die Dicke der übereinander angeordneten Teile ist, an der Kontaktfläche des Anpresswerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Kontaktfläche der übereinander angeordneten Teile so gegenübersteht, dass die zweite Nut sich entlang der Endflächen erstreckt, und die Endabschnitte von den übereinander angeordneten Teilen in der Nut untergebracht werden, wodurch das Reibungserwärmen bewirkt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dicke der übereinander angeordneten Teile von den miteinander zu verbindenden Elementen nicht mehr als 3 mm beträgt.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dicke der übereinander angeordneten Teile der miteinander zu verbindenden Elemente nicht mehr als 1 mm beträgt.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Endflächen von den übereinander angeordneten Teilen vorgewärmt werden, bevor die Endflächen dazu gebracht werden, dass sie mit dem Anpresswerkzeug in Kontakt gelangen.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017092866A1 (de) * 2015-12-01 2017-06-08 Kienle + Spiess Gmbh Verfahren zur herstellung eines aus aufeinander liegenden lamellen bestehenden lamellenpaketes sowie vorrichtung zur durchführung eines solchen verfahrens
AT520480A1 (de) * 2017-10-02 2019-04-15 Stirtec Gmbh Verfahren zum Verbinden flächiger Bauteile sowie Verbundelement
WO2024208734A1 (de) * 2023-04-03 2024-10-10 Speira Gmbh ZYLINDRISCHES BATTERIEZELLGEHÄUSE MIT NIEDRIGEM CO2-FUßABDRUCK

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070138239A1 (en) 2005-12-15 2007-06-21 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Method of joining heat-treatable aluminum alloy members by friction stir welding and joined product obtained by the method and used for press forming
JP4849398B2 (ja) * 2006-05-30 2012-01-11 住友軽金属工業株式会社 積層した金属板体の端面部接合方法と、該端面部接合方法を使用した端面部接合装置
JP4876970B2 (ja) * 2007-02-28 2012-02-15 株式会社日立製作所 積層部材の摩擦攪拌接合方法及び水素反応装置
DE102007063075A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Verfahren zum Verbinden von Rohrboden und Rohren sowie Reibwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
KR101399301B1 (ko) 2010-10-08 2014-05-27 스미토모 게이 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 알루미늄 합금 접합 부재
DE102010054453A1 (de) 2010-12-14 2012-06-14 Hochschule Für Angewandte Wissenschaften - Fachhochschule Kempten Verfahren zum Fügen von Werkstücken
GB201120274D0 (en) * 2011-11-24 2012-01-04 Welding Inst Friction stir welding tool
WO2013087137A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Hochschule Für Angewandte Wissenschaften - Fachhochschule Kempten Verfahren zum fügen zweier im wesentlichen blechartiger werkstücke mittels reibquetschschweissen unter verwendung eines zusatzwerkstoffs
US20140077668A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Apple Inc. Friction stir welding parts including one or more expendable portions
JP6505618B2 (ja) * 2016-02-05 2019-04-24 株式会社東芝 摩擦攪拌接合方法および接合体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1385473A (en) 1966-09-01 1975-02-26 Luc Penelope Jane Vesey Bonding
GB9125978D0 (en) 1991-12-06 1992-02-05 Welding Inst Hot shear butt welding
SE9701265D0 (sv) 1997-04-04 1997-04-04 Esab Ab Förfarande och anordning för friktionsomrörningssvetsning
DE19746308A1 (de) 1997-10-21 1999-04-22 Burkhardt Prof Dr Dr Suthoff Neuartiges Verfahren zur Herstellung von linienförmigen Schweißverbindungen mittels eines Reibbolzens
JP2000042760A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Showa Alum Corp 摩擦撹拌接合法
JP3289690B2 (ja) 1998-11-26 2002-06-10 日本軽金属株式会社 アルミニウム合金板材の接合方法
US6421578B1 (en) * 1999-02-12 2002-07-16 Lockheed Martin Corporation Stir-friction hot working control system
JP3449944B2 (ja) * 1999-05-11 2003-09-22 住友軽金属工業株式会社 金属製容器及びその製造方法
US6302315B1 (en) * 2000-05-01 2001-10-16 General Tool Company Friction stir welding machine and method
JP3864684B2 (ja) * 2000-09-04 2007-01-10 日本軽金属株式会社 接合方法
JP2002239756A (ja) 2001-02-14 2002-08-28 Nissan Motor Co Ltd 摩擦撹拌接合方法とその装置
IL142101A0 (en) * 2001-03-19 2002-03-10 Rotem Ind Ltd Improved process and apparatus for friction stir welding
US6686052B2 (en) * 2001-06-20 2004-02-03 Showa Denko, K.K. Cooling plate and production method therefor
JP2003126972A (ja) * 2001-10-19 2003-05-08 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法
JP3918517B2 (ja) * 2001-11-07 2007-05-23 日本軽金属株式会社 放熱器およびその製造方法
JP4222108B2 (ja) * 2003-05-28 2009-02-12 日本軽金属株式会社 金属部材接合方法
JP4211499B2 (ja) * 2003-06-06 2009-01-21 日本軽金属株式会社 金属部材接合方法
JP3806397B2 (ja) * 2002-11-28 2006-08-09 三菱重工業株式会社 攪拌接合方法及び攪拌接合装置
US7163136B2 (en) * 2003-08-29 2007-01-16 The Boeing Company Apparatus and method for friction stir welding utilizing a grooved pin
US6913186B2 (en) * 2003-09-11 2005-07-05 The Boeing Company Apparatus and method for friction stir welding with a variable speed pin

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017092866A1 (de) * 2015-12-01 2017-06-08 Kienle + Spiess Gmbh Verfahren zur herstellung eines aus aufeinander liegenden lamellen bestehenden lamellenpaketes sowie vorrichtung zur durchführung eines solchen verfahrens
US11084133B2 (en) 2015-12-01 2021-08-10 Kienle + Spiess Gmbh Method for producing a clutch pack formed by clutch plates arranged on top of one another, and device for carrying out a method of this type
US11738419B2 (en) 2015-12-01 2023-08-29 Kienle + Spiess Gmbh Method for producing a clutch pack formed by clutch plates arranged on top of one another, and device for carrying out a method of this type
AT520480A1 (de) * 2017-10-02 2019-04-15 Stirtec Gmbh Verfahren zum Verbinden flächiger Bauteile sowie Verbundelement
AT520480B1 (de) * 2017-10-02 2020-02-15 Stirtec Gmbh Verfahren zum Verbinden flächiger Bauteile sowie Verbundelement
WO2024208734A1 (de) * 2023-04-03 2024-10-10 Speira Gmbh ZYLINDRISCHES BATTERIEZELLGEHÄUSE MIT NIEDRIGEM CO2-FUßABDRUCK

Also Published As

Publication number Publication date
US8028888B2 (en) 2011-10-04
JP4756921B2 (ja) 2011-08-24
JP2006341279A (ja) 2006-12-21
US20060278325A1 (en) 2006-12-14
DE102006000277B4 (de) 2014-11-13

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