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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum verstellbaren Zusammenklemmen von Werkstücken bei Rührreib-Punktschweißroutinen.
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HINTERGRUND
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Rührreib-Punktschweißen (FSSW, FSSW von friction stir spot welding) ist eine Festkörperschweißtechnik, die eine Punktschweißung erzeugt, ohne die Werkstücke zu schmelzen. Bei einem FSSW-Prozess wird ein rotierendes Werkzeug mit einer konturierten Spitze in ein oder mehrere Werkstücke eingetaucht, wie etwa ebene Blechstücke, so dass die resultierende Reibung die Werkstücke zusammenfügt. Während dieses Prozesses durchdringt die Spitze des rotierenden Werkzeugs das obere Werkstück und dringt in das untere Werkstück ein. Wenn die Spitze des rotierenden Werkzeugs die Stoßfläche des oberen Werkstücks verlässt und in die Stoßfläche des unteren Werkstücks eindringt, kann das rotierende Werkzeug verursachen, dass sich das obere Werkstück abhebt und sich auf ungewünschte Weise von dem unteren Werkstück wegbiegt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Druckaufbringeinrichtung zur Verwendung mit einer Schweißvorrichtung kann einen kreisringförmigen Kragen, eine Gehäusekomponente und einen Druckfuß umfassen. Die Gehäusekomponente kann mit dem kreisringförmigen Kragen gekoppelt sein und relativ zu dem kreisringförmigen Kragen selektiv drehbar sein. Der Druckfuß kann zumindest teilweise in der Gehäusekomponente angeordnet sein und eine unterbrochene Kontaktfläche zum Kontaktieren und Aufbringen eines Klemmdrucks auf ein Werkstück aufweisen. Der Fuß kann auch eine zentrale Öffnung zur Unterbringung eines Schweißwerkzeugs aufweisen und die unterbrochene Kontaktfläche kann eine erste und eine zweite Kontaktfläche aufweisen, die jeweils an einander im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der zentralen Öffnung angeordnet sind.
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Ein Motor kann mit der Gehäusekomponente gekoppelt sein, etwa durch mehrere Zahnräder, und kann ausgestaltet sein, um die Gehäusekomponente mit Bezug auf den kreisringförmigen Kragen zu drehen. Die Vorrichtung kann ferner einen Prozessor enthalten, der ausgestaltet ist, um den Motor gesteuert so anzutreiben, dass er die Gehäusekomponente dreht. Bei einer Ausgestaltung kann der Prozessor ausgestaltet sein, um die Drehposition der Gehäusekomponente im Anschluss an eine relative Verschiebung zwischen einem Werkstück und einer Schweißvorrichtung zu überprüfen.
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Die Druckaufbringeinrichtung kann ferner eine Vorspannkomponente enthalten, die zumindest teilweise in der Gehäusekomponente angeordnet ist und ausgestaltet ist, um eine Kraft auf den Druckfuß auszuüben. Zudem kann der Druckfuß relativ zu der Gehäusekomponente drehfest sein. Der kreisringförmige Kragen kann ausgestaltet sein, um die Druckaufbringeinrichtung an einer Schweißvorrichtung starr zu montieren.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Druckaufbringeinrichtung mit einer Rührreib-Punktschweißvorrichtung verwendet werden, die ein Schweißwerkzeug, einen Drehantriebsabschnitt, ein Stützmerkmal und/oder einen Tauchabschnitt enthalten kann. Der Drehantriebsabschnitt kann mit dem Schweißwerkzeug gekoppelt sein und ausgestaltet sein, um das Schweißwerkzeug während einer Rührreib-Punktschweißprozedur zu drehen. Auf ähnliche Weise kann der Tauchabschnitt ausgestaltet sein, um das Schweißwerkzeug entlang einer Tiefenrichtung zu dem Stützmerkmal hin zu fahren.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer Rührreib-Punktschweißvorrichtung.
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2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Einrichtung, die mit einer Rührreib-Punktschweißvorrichtung verwendet werden kann.
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3 ist eine Seitenansicht mit weggebrochenen Teilen der beispielhaften Einrichtung von 2, wobei die Einrichtung im Betrieb gezeigt ist.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Rührreib-Punktschweißvorrichtung, die eine Schweißoperation an einer ersten Stelle auf einem Werkstück ausführt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht der Rührreib-Punktschweißvorrichtung von 4, die eine Schweißoperation an einer zweiten Stelle auf einem Werkstück ausführt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen, veranschaulicht 1 eine Seitenansicht einer Rührreib-Punktschweißvorrichtung (FSSW-Vorrichtung) 10. Die FSSW-Vorrichtung 10 kann, wie gezeigt, an einem Schweißarm 12 angebracht sein, der allgemein eine ”C”-Form aufweisen kann. Der Schweißarm 12 kann auch ein Schweißhalterungs/Stützmerkmal 14 aufweisen, das an einem Ende des Arms 12 angeordnet ist, und das der FSSW-Vorrichtung 10 im Wesentlichen gegenüberliegt. Die FSSW-Vorrichtung kann ein drehbares Schweißwerkzeug 16, einen Drehantriebsabschnitt 18 und einen Tauchabschnitt 20 aufweisen. Der Drehantriebsabschnitt 18 kann beispielsweise einen Elektromotor umfassen, der das Schweißwerkzeug 16 mit einer hohen Winkelgeschwindigkeitsrate drehen kann. Während einer FSSW-Prozedur kann der Tauchabschnitt 20 das Schweißwerkzeug zu dem Stützmerkmal 14 hin entlang einer axialen Tiefenrichtung 22 fahren, wo es ein zu schweißendes Werkstück kontaktieren kann.
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Während der FSSW-Prozedur kann eine Druckaufbringeinrichtung 30 mit einer FSSW-Vorrichtung 10 verwendet werden, um eines oder mehrere von mehreren Werkstücken in einer allgemein ebenen oder bündigen Orientierung mit Bezug auf zusätzliche Werkstücke festzuhalten. Insbesondere kann die Druckaufbringeinrichtung 30 an dem Arbeitsende einer FSSW-Vorrichtung 10 montiert oder anderweitig angebracht sein – das heißt dem Abschnitt der FSSW-Vorrichtung 10, die in der Nähe des Schweißwerkzeugs 16 angeordnet ist – so dass sie eine Stabilisierungskraft auf ein oberes Werkstück, das geschweißt werden soll, ausübt. Die von der Einrichtung 30 ausgeübte Stabilisierungskraft kann das obere Werkstück davon abhalten, sich zu verbiegen, wenn das rotierende Schweißwerkzeug 16 der FSSW-Vorrichtung 10 das obere Werkstück durchdringt und in das untere Werkstück eindringt. Obwohl die vorliegende Erfindung im Kontext einer FSSW-Vorrichtung 10 bereitgestellt ist, ist festzustellen, dass die hier offenbarte Druckaufbringeinrichtung 30 mit anderen Schweißvorrichtungstypen verwendet werden kann, die in der Technik bekannt sind, und nicht nur auf FSSW-Maschinen beschränkt ist.
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Mit Bezug nun auf 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Druckaufbringeinrichtung 30 gezeigt, die mit einer Schweißvorrichtung verwendet werden kann, etwa der FSSW-Vorrichtung 10, die in 1 bereitgestellt ist. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Druckaufbringeinrichtung 30 an dem Arbeitsende der FSSW-Vorrichtung (bei 10 in 1 gezeigt) angebracht und kann einen kreisringförmigen Kragen 40, eine Gehäusekomponente 42, einen Druckfuß 44, eine Vorspannkomponente 46 und/oder eine Rücklaufsperre 48 enthalten. Es ist zu erkennen, dass die in 2 dargestellte Ausführungsform nur eine Möglichkeit ist, da andere Ausführungsformen, einschließlich derjenigen, die mehr, weniger oder andere Komponenten als die hier gezeigten aufweisen, ebenfalls verwendet werden können.
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Wie allgemein in 2 dargestellt ist, kann der kreisringförmige Kragen 40 mit einer oder mehreren Komponenten der Druckaufbringeinrichtung 30 verbunden sein und er kann das Befestigen dieser Einrichtung 30 an der FSSW-Vorrichtung 10 ermöglichen. Bei dieser speziellen Ausführungsform kann der kreisringförmige Kragen 40 eine ringförmige Komponente sein, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Gehäusekomponente 42 an einem ersten Ende umgibt, und er kann ein Haltemerkmal 50 und ein oder mehrere Montagemerkmale 52 enthalten. Das Haltemerkmal 50 kann ein Gewinde sein, das sich um eine Innenoberfläche des kreisringförmigen Kragen 40 herum umlaufend erstreckt und mit komplementären Gewindegängen interagiert, die an einer Außenoberfläche der Gehäusekomponente 42 angeordnet sind. Alternativ kann das Haltemerkmal ein Flansch, ein Lager oder ein Gerät sein, das die Gehäusekomponente 42 an einer Bewegung in eine axiale Richtung hindert, jedoch eine selektive Drehbewegung bereitstellt. Auf ähnliche Weise kann das eine oder können die mehreren Montagemerkmale 52 für den kreisringförmigen Kragen 40 ein Mittel zur Befestigung an der FSSW-Vorrichtung 10 bereitstellen. Beispielsweise können die Montagemerkmale 52 eine Anzahl von Schrauben/Schraubenlöchern enthalten, die um den Umfang des kreisringförmigen Kragens 40 herum beabstandet sind und die verwendet werden können, um die Druckaufbringeinrichtung 30 mit der FSSW-Vorrichtung 10 zu koppeln.
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Bei einer Ausgestaltung kann die Gehäusekomponente 42 verschiedene Teile und Komponenten der Druckaufbringeinrichtung 30 umgeben. Die Gehäusekomponente 42 kann ein erstes Ende 60 mit einer ersten Öffnung 62, ein zweites Ende 64 mit einer zweiten, zentralen Öffnung 66, und einen Innenabsatz 68 enthalten. Das erste Ende 60 kann im Durchmesser größer als das zweite Ende 64 sein und kann eine Endoberfläche enthalten, die so ausgestaltet ist, dass sie zu einer Montageplatte oder anderen Angrenzmerkmalen der FSSW-Vorrichtung 10 passt. Das zweite Ende 64 kann das äußere Ende der Gehäusekomponente 42 sein und kann allgemein konzentrisch zu der zweiten Öffnung 66 sein. Die tatsächliche Form der Gehäusekomponente 42 kann variieren, aber einige Formen, die verwendet werden können, umfassen: eine sich nicht verjüngende Form, bei der die Gehäusekomponente aus einem oder mehreren zylindrischen Abschnitten besteht, die sich zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 64 erstrecken, eine sich verjüngende Form (wie etwa diejenige, die in den Zeichnungen gezeigt ist), bei der sich die Gehäusekomponente in einer allgemein konischen Form vom ersten Ende 60 zum zweiten Ende 64 verjüngt und/oder eine gebogene Form, bei der sich die Gehäusekomponente in konkaver oder konvexer Weise zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 64 verjüngt.
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Wie in 3 am besten zu sehen ist, können die erste und zweite Öffnung 62, 66 so konstruiert sein, dass sie ein rotierendes Schweißwerkzeug 16 aufnehmen, das sich durch die Öffnungen hindurch erstrecken kann und ausgestaltet sein kann, um eines oder mehrere Werkstücke 74, 76 zu kontaktieren. Zudem kann das zweite Ende 64 eine optionale Buchse 72 enthalten, die an der nach innen weisenden Oberfläche der zweiten Öffnung 66 montiert sein kann. Die Buchse 72 kann einen glatt gleitenden Kontakt zwischen der Gehäusekomponente 42 und dem Druckfuß 44 fördern. Bei einer alternativen Ausführungsform jedoch kann die Buchse 72 durch Lager oder andere Merkmale ersetzt sein, die eine Bewegung zwischen zwei Teilen fördern können. Alternativ kann die Buchse 72 vollständig weggelassen werden.
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Wieder mit Bezug auf 2 kann der Innenabsatz 68 an der Innenseite oder im Inneren der Gehäusekomponente 42 angeordnet sein und kann wie ein Anschlag für den Druckfuß 44 wirken. Anders ausgedrückt kann der Innenabsatz 68 verhindern, dass der Druckfuß 44 durch die Vorspannkomponente 46 aus der Gehäusekomponente 42 herausgedrückt oder herausgetrieben wird. Obwohl der Innenabsatz hier als ein allgemein einheitlicher kreisringförmiger Absatz gezeigt ist, der nahe bei dem zweiten Ende 64 der Gehäusekomponente angeordnet ist, ist festzustellen, dass ein beliebiges Merkmal verwendet werden kann, das zum korrekten Halten des Druckfußes 44 in der Gehäusekomponente geeignet ist. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann der kreisringförmige Innenabsatz 68 durch eine oder mehrere Nasen, Anschläge, Kegel usw. ersetzt werden und/oder er kann vom zweiten Ende 64 weiter weg bewegt werden.
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Der Druckfuß 44 kann so ausgestaltet sein, dass er innerhalb der Gehäusekomponente 42 in einer axialen Richtung 22 gleitet. Während der Dauer einer Schweißoperation kann der Druckfuß 44 das Werkstück 74 über eine Kontaktoberfläche 80 kontaktieren, welche eine Stabilisierungs- und/oder Klemmkraft auf ein oberes Werkstück 74 bereitstellen kann und einen hinreichenden Materialkontakt fördern kann. Bei einer Ausführungsform kann der Druckfuß 44 eine unterbrochene Kontaktoberfläche 80 zum Kontaktieren des Werkstücks 74 aufweisen und kann die zweite zentrale Öffnung 66 zum Unterbringen eines Schweißwerkzeugs 16 gemeinsam nutzen. Wie in 2 gezeigt ist, kann die unterbrochene Kontaktoberfläche 80 eine erste und eine zweite Kontaktoberfläche 56, 58 enthalten, die jeweils an einander im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der zweiten zentralen Öffnung 66 angeordnet sind.
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Der Druckfuß 44 kann ferner einen Absatz 82 enthalten, der innerhalb der Gehäusekomponente 42 angeordnet ist, welcher den Druckfuß 44 daran hindern kann, das Gehäuse 42 zu verlassen. Auf ähnliche Weise kann der Druckfuß 44 eine Gleitoberfläche 84 aufweisen, die zwischen der Kontaktfläche 80 und dem Absatz 82 angeordnet ist, welche mit der benachbarten Buchse 72 koppeln kann. Bei einer Ausführungsform kann der Druckfuß 44 so ausgestaltet sein, dass er entlang der Richtung 22 axial gleitet, jedoch kann er an jeglicher relativen Drehbewegung mit Bezug auf die Gehäusekomponente 42 und/oder das Werkstück 74 gehindert werden.
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Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 2 kann sich der Absatz 82 vom Druckfuß 44 aus nach außen erstrecken und er kann so ausgestaltet sein, dass er in den Innenabsatz 68 der Gehäusekomponente eingreift. Bei dieser Ausgestaltung kann der Absatz 82 ein kreisringförmiger Absatz oder Flansch sein, der sich umlaufend um den Druckfuß 44 herum erstrecken kann und so dimensioniert und geformt sein kann, dass er innerhalb des Raums geschachtelt ist, der durch den Innenabsatz 68 geschaffen wird. Wie der Innenabsatz 68 soll auch der Absatz 82 des Druckfußes 44 nicht auf einen kreisringförmigen Absatz oder Ring (wie gezeigt) beschränkt sein, sondern er kann stattdessen durch eine oder mehrere Nasen, Anschläge, Kegel, Vorsprünge oder andere Merkmale ersetzt werden, die eine ähnliche Funktion ausführen können. Der Absatz 82 kann ferner eine kreisringförmige Oberfläche 100, die mit einer Vorspannkomponente 46 in Eingriff stehen kann und/oder eine zweite kreisringförmige Oberfläche 102 enthalten.
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Die Vorspannkomponente 46 kann eine Kraft auf den Druckfuß 44 ausüben, die ihn in eine Richtung 22 zu einem Werkstück hin drückt. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform kann die Vorspannkomponente 46 eine Feder mit einem ersten Ende 110, das zum Kontaktieren der Rücklaufsperre 48 konstruiert ist, und einem zweiten Ende 112, das die kreisringförmige Oberfläche 100 des Druckfußes 44 kontaktieren kann, enthalten. Die Feder kann sich verjüngen, um sich an die Innenform der Gehäusekomponente 42 anzupassen, beispielsweise wenn sich die Gehäusekomponente 42 ebenfalls verjüngt. Es ist jedoch festzustellen, dass auch andere Federanordnungen verwendet werden können. Alternativ kann die Vorspannkomponente 46 eine einer großen Anzahl von verschiedenen Federarten enthalten sowie andere Komponenten, die keine Federn sind, sofern sie zum Ausüben einer geeigneten Vorspannkraft auf den Druckfuß 44 in der Lage sind.
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Die Rücklaufsperre 48 stellt der Vorspannkomponente 46 eine Oberfläche bereit, von welcher aus sie sich abstoßen kann. Wie allgemein in 2 dargestellt ist, kann die Rücklaufsperre 48 eine zweiteilige Komponente sein, die sowohl einen ersten als auch einen zweiten kreisringförmigen Ring 120, 122 enthalten kann. Der erste kreisringförmige Ring 120 kann an seiner Außenseite umlaufende Gewindegänge enthalten, die so konstruiert sind, dass sie mit komplementären Gewindegängen an der Innenseite der Gehäusekomponente 42 interagieren. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, den ersten kreisringförmigen Ring 120 permanent in der Gehäusekomponente zu befestigen. Der zweite kreisringförmige Ring 122 kann an seiner Außenseite ebenfalls umlaufende Gewindegänge enthalten und kann relativ zu dem Gehäuse 42 verstellbar sein und durch diese Verstellung kann er den Betrag der Vorspannkraft, die auf den Druckfuß 44 aufgebracht wird, variieren.
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Mit Bezug auf 3 ist eine Druckaufbringeinrichtung 30 im Betrieb gezeigt. Bei diesem Beispiel verwendet eine FSSW-Vorrichtung 10 den Drehantrieb 18 (in 1 gezeigt), um das Schweißwerkzeug 16 zu drehen, und sie verwendet einen Tauchmechanismus 20, um das rotierende Werkzeug in eine axiale Richtung 22 vorwärts zu bewegen. Die FSSW-Vorrichtung 10 wird voranbewegt, bis die Kontaktfläche 80 des Druckfußes 44 eine Oberfläche eines oberen Werkstücks 74 kontaktiert. Nachdem der Kontakt hergestellt ist, kann ein weiteres Voranbewegen der Vorrichtung 10 bewirken, dass der Druckfuß 44 gegen die Kraft der Vorspannkomponente 46 in die Gehäusekomponente 42 hineingedrückt wird. Dieses Hineindrücken kann bewirken, dass der Absatz 82 der beweglichen Komponente vom Innenabsatz 68 der Gehäusekomponente abhebt. Die durch den Druckfuß 44 ausgeübte Stabilisierungskraft arbeitet mit dem Stützmerkmal 14 zusammen, das an der gegenüberliegenden Seite der Werkstücke 74, 76 angeordnet ist, um die Werkstücke in einer ebenen und/oder bündigen Orientierung benachbart zu der Schweißstelle zu halten. Ein derartiger erzwungener Kontakt kann dazu beitragen, dass verhindert wird, dass sich die Stoßflächen der Werkstücke 74, 76 verbiegen, wenn die konturierte Spitze 92 des rotierenden Werkzeugs 16 mit den Werkstücken 74, 76 in Kontakt tritt.
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Wie ferner in 2–3 dargestellt ist, kann der Druckfuß 44 zwei separate unterbrochene Kontaktflächen 56, 58 enthalten, die an einander im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten des Schweißwerkzeugs 16 angeordnet sein können. Wie in 4–5 allgemein dargestellt ist, kann eine derartige Anordnung mit einer geteilten Kontaktoberfläche während einer Blechschweißoperation zur Erzeugung eines Werkstücks 140 ermöglichen, dass die FSSW-Vorrichtung 10 eine oder mehrere Punktschweißungen 142 an einem Schweißflansch 144 erzeugt, der eine verringerte Querdimension 146 aufweist (im Vergleich mit einer Vorrichtung, bei der die Kontaktoberfläche 80 das gesamte Schweißwerkzeug 16 umlaufend umgibt, wodurch ein breiterer Flansch 144 benötigt wird). Der schmalere Schweißflansch 144 kann ermöglicht werden, indem die zwei Kontaktoberflächen 56, 58 entlang der Längsdimension des Flansches 144 ausgerichtet werden (d. h. am Rand entlang). Es ist festzustellen, dass ein schmalerer Schweißflansch 144 bei bestimmten Konstruktionssituationen vorteilhaft sein kann.
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Um das Schweißen eines Werkstücks 140 zu ermöglichen, das einen Flansch 144 aufweist, der sich um einen konturierten Rand herum erstreckt, wie etwa in 4 und 5 gezeigt, kann ein drehbarer Druckfuß 44 verwendet werden, um den Bedarf zur Neuorientierung des Schweißarms 12 zu verringern, während die Ausrichtung der Kontaktoberflächen 56, 58 des Druckfußes 44 entlang der Längsdimension des Flansches 144 beibehalten wird.
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Wieder mit Bezug auf 3 kann der Druckfuß 44, wie vorstehend beschrieben ist, mit Bezug auf die Gehäusekomponente 42 drehfest sein. Durch ein Drehen der Gehäusekomponente 42 relativ zu dem kreisringförmigen Kragen 40 kann sich der Druckfuß 44 jedoch gleichermaßen drehen. Um die Drehung zu ermöglichen, kann ein Motor 200 mit der Gehäusekomponente gekoppelt sein, beispielsweise durch ein oder mehrere Drehelemente wie etwa ein Zahnrad 202. Bei einer Ausgestaltung kann der Motor 200 ein Servomotor sein, der zu einer präzisen Winkelsteuerung in der Lage ist. Der Motor 200 kann das Zahnrad 202 antreiben, welches mit einem angrenzenden Zahnradzahnprofil 204 in Verbindung stehen kann, das die Gehäusekomponente 42 umgibt. Alternativ kann der Motor 200 innerhalb der Gehäusekomponente 42 angeordnet sein, wobei ein Zahnradzahnprofil 204 radial nach innen weist. Bei anderen Ausgestaltungen können Riemenscheiben, Riemen oder andere bekannte Drehantriebsmechanismen verwendet werden, um eine selektive und gesteuerte Drehung der Gehäusekomponente 42 und/oder des Druckfußes 44 zu bewerkstelligen.
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Bei einer Ausgestaltung kann ein Prozessor 210 mit dem Motor 200 zum Zweck der Steuerung der selektiven Drehung des Motors 200 und der damit gekoppelten Gehäusekomponente 42 gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Prozessor 210 ausgestaltet sein, um die Drehposition der Gehäusekomponente 42 und/oder des Druckfußes 44 im Anschluss an eine Relativverschiebung zwischen dem Werkstück 140 und der Schweißvorrichtung 10 überprüfen. Der Prozessor 210 kann als Server oder als Hostmaschine ausgeführt sein, d. h. als ein oder mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungseinrichtungen, die jeweils einen oder mehrere Mikroprozessoren oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen) und beliebige benötigte Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und Einrichtungen (I/O) sowie Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann der Prozessor 210 in bidirektionaler Kommunikation mit dem Motor 200 stehen und kann sowohl die Bewegung des Motors 200 befehlen als auch/oder ein Positionsrückmeldungssignal vom Motor 200 oder von einer zugehörigen Positionscodierungseinrichtung empfangen.
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Obwohl der Prozessor 210 in 3 der Einfachheit und Klarheit halber als eine einzige Vorrichtung gezeigt ist, kann er so viele verschiedene Hardware- und Softwarekomponenten enthalten, wie es notwendig ist, um die Drehung der Gehäusekomponente 42 in Echtzeit optimal zu steuern. Die individuellen Steuerroutinen/Systeme, die im Prozessor 210 vorhanden sind oder für diesen leicht zugänglich sind, können im ROM oder einem anderen geeigneten konkreten Speicherort und/oder einer Speichereinrichtung gespeichert sein und durch zugehörige Hardwarekomponenten des Prozessors automatisch ausgeführt werden, um die jeweilige Steuerfunktionalität bereitzustellen.
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Wieder mit Bezug auf 4 und 5 kann ein rotierender Druckfuß 44/eine rotierende Gehäusekomponente 42 das Aufbringen mehrer Punktschweißungen 142 entlang eines konturierten Flansches 144 eines Werkstücks 140 vereinfachen. Eine derartige Vereinfachung kann aus der Reduktion bei dem Bedarf zur Neuorientierung der Schweißvorrichtung 10 mit Bezug auf das Werkstück 140 für jede sukzessive Schweißung resultieren. Wie in 4 gezeigt ist, kann die Schweißvorrichtung 10 an einer ersten Stelle entlang des Schweißflansches 144 beginnen. In dieser ersten Position kann der Druckfuß 44 in eine Richtung orientiert sein, die allgemein parallel zum Schweißarm 12 ist und bei dieser Position entlang einer Längs/Kantendimension des Flansches 144 angeordnet sein.
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Nach dem Durchführen der Schweißoperation in dieser ersten Position kann die Schweißvorrichtung 10 mit Bezug auf das Werkstück 140 an einer zweiten Stelle neu positioniert werden, die in 5 gezeigt ist. Eine derartige Neupositionierung kann eine Relativverschiebung zwischen dem Werkstück 140 und der Schweißvorrichtung 10 umfassen. Die Verschiebung kann eine kartesische Verschiebung sein und kann sich von einer Neuorientierung der Schweißvorrichtung 10 unterscheiden, die eine relative Winkeldrehung enthalten kann. Um eine Orientierung entlang der Längs/Kantendimension des Flansches 144 beizubehalten, kann sich der Druckfuß 44 in eine zweite Position drehen, die dann allgemein rechtwinklig zum Schweißarm 12 sein kann. Es ist festzustellen, dass der Druckfuß 44 so ausgestaltet sein kann, dass er jede Drehposition einnehmen kann, die durch die Geometrie des Werkstücks 140 möglicherweise gefordert sein kann, und nicht nur auf die in 4 und 5 dargestellten Positionen begrenzt sein soll. Durch ein Drehen des Druckfußes 44 kann die Schweißvorrichtung 10 einen schmalen Flansch 144 ermöglichen, während außerdem der Betrag der Manipulation des Schweißarms 12 und/oder des Werkstücks 140 reduziert wird, der notwendig sein kann, um den Fuß 44 entlang des Flansches 144 korrekt auszurichten.
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Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen. Es ist beabsichtigt, dass alle Gegenstände, die in der vorstehenden Beschreibung enthalten sind oder in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, nur als veranschaulichend und nicht als beschränkend interpretiert werden sollen.
