DE102015121368A1

DE102015121368A1 - Impulsfüge-kartuschen

Info

Publication number: DE102015121368A1
Application number: DE102015121368.0A
Authority: DE
Inventors: Sergey Fedorovich Golovashchenko; John Joseph Francis Bonnen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-06-23
Also published as: US9421636B2; US20160175980A1; US9770780B2; CN105710548A; US20160271724A1

Abstract

Ein Impulsfügewerkzeug weist einen Werkzeugkörper auf, der einen Hohlraum definiert, der ein inneres rohrförmiges Element, ein äußeres rohrförmiges Element und eine Impulsfüge-Kartusche aufnimmt. Die rohrförmigen Elemente sind ineinander verschachtelt, wobei die Kartusche um das äußere rohrförmige Element herum angeordnet ist. Die Kartusche weist einen Leiter wie z.B. einen Draht oder eine Folie auf, der sich um das äußere rohrförmige Element erstreckt und zum Trennen eines Zuleitungssegments von einem Rückleitungssegment isoliert ist. Eine Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie wird über den Leiter zum Fügen der rohrförmigen Elemente mit einem elektromagnetischen Kraftimpuls entladen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft einen Leiter, der in einer Kartusche für ein Impuls-Schweißwerkzeug oder ein Impuls-Druckfügewerkzeug angeordnet ist, das zum Fügen zweier rohrförmiger Elemente durch Schweißen oder Druckfügen verwendet wird, wenn der Leiter entladen wird.
HINTERGRUND
Als Folge des Erfordernisses nach einem höheren Anteil leichtgewichtiger Legierungen mit höheren spezifischen Festigkeiten und Steifigkeit werden in der Fahrzeugaufbaukonstruktion Aluminium- und Magnesiumlegierungen in erheblichen Mengen eingebaut, vor allem im Sicherheitskäfig der Fahrgastzelle bzw. des verglasten Aufbaus. Leichtgewichtige Legierungen müssen häufig mit hochfesten, eisenhaltigen Werkstoffen zusammengefügt werden, um Anforderungen hinsichtlich der Gestaltung als auch behördlichen Vorschriften zu genügen. Fügestellen zwischen unterschiedlichen Metallen (wie Bor und Aluminium der Klasse 6xxx) werden heutzutage in Aufbaukonstruktionen vorgeschrieben, die bestimmten Sicherheitsnormen genügen müssen.
Mechanische Fügestellen wie Nieten oder fließlochformende Schrauben können zum Zusammenfügen unterschiedlicher Metalle verwendet werden, wobei jedoch Festigkeit, Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit solcher Fügestellen nicht an die Eigenschaften vergleichbarer Schweißstellen herankommen.
Im Strangpress- bzw. Hydroformverfahren hergestellte Teile bieten sich für die Rohkarosseriekonstruktion (Body-In-White BIW) beim Sicherheitskäfig und bei der Dachschiene an, weil damit im Vergleich zu kantengeschweißten Blechteilen aus Normalstahl eine sehr hohe Steifigkeit und eine weitaus bessere Materialausnutzung erreicht werden kann. Ein hauptsächliches Hindernis, das dem weitverbreiteten Einsatz von stranggepressten bzw. hydrogeformten Teilen im Weg steht, ist das Fehlen kostengünstiger und für die Massenproduktion geeigneter Fügeverfahren, um diese Teile in Rohkarosseriekonstruktionen integrieren zu können. Fügeverfahren wie das Widerstandschweißen, MIG-Schweißen, TIG-Schweißen und Rührreibschweißen erzeugen eine Wärme, die zu Maßveränderungen führen kann und sich nachteilig auf das Mikrogefüge bzw. die Werkstoffeigenschaften der aus speziellen vergütungsfähigen Legierungen gefertigten Teile auswirken kann.
Derzeit stehen einige verschiedenartige Fügeverfahren zur Verfügung, die sich in zwei Kategorien, d.h. in einseitige und zweiseitige Verfahren, unterteilen lassen. Einseitige Fügeverfahren erweisen sich beim Einsatz des Strangpressverfahrens beim Zusammenfügen von Strangpressteilen wegen der problematischen Zugänglichkeit der bei einigen Strangpressteilen vorhandenen geschlossenen, innenliegenden Hohlräume als kritisch. Einseitige Fügeverfahren wie fließlochformende Schrauben verursachen bei den Baugruppen zusätzliche Kosten und eignen sich weniger gut für hochfeste Stahlteile. Zweiseitige Fügeverfahren wie Stanznieten und Druckfügen setzen einen Zugang zur Rückseite der Fügestelle voraus und sind bei einigen Anwendungen, in denen Strangpressteile oder rohrförmige Teile zusammengefügt werden, schwierig zu verwenden.
Die obigen Probleme und andere Probleme können durch die im Folgenden kurz dargestellte vorliegende Offenbarung in Angriff genommen werden.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Impulsfügewerkzeug offenbart, das einen Werkzeugkörper und eine Kartusche aufweist. Der Werkzeugkörper definiert einen Hohlraum zur Aufnahme zweier ineinander verschachtelter rohrförmiger Elemente. Die Kartusche ist im Hohlraum angeordnet und weist eine Zuleitung und eine Rückleitung auf, die sich am Umfang von einem Eintrittspunkt zu einem Umkehrpunkt erstrecken. Strangpresserzeugnisse, Klemmen, Zuleitung und Rückleitung sind durch eine elektrische Isolierung isoliert. Eine Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie wird über die Zuleitung und Rückleitung zum Fügen der rohrförmigen Elemente mit einem elektromagnetischen Kraftimpuls (EMF) entladen.
Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann das Impulsfüge-Werkzeug mindestens zwei Teile aufweisen, die zum Einsetzen und Entfernen der rohrförmigen Elemente getrennt werden können. Ein Dorn kann in die rohrförmigen Elemente eingeführt werden, um diese abzustützen, wenn die Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie über die Zuleitung und Rückleitung entladen wird. Der Dorn stützt die rohrförmigen Elemente in einer gespreizten Stellung ab und wird radial in eine eingefahrene Stellung eingefahren, um den Dorn aus den rohrförmigen Elementen zu entfernen.
Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann es sich beim Isolierungsmaterial um eine Kunststoffkapselung handeln, welche die Drahtschlaufe einkapselt.
Das Werkzeug kann einen ersten und einen zweiten Teil aufweisen, die durch einen Stelltrieb getrennt werden können, der den ersten und den zweiten Teil zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegt.
Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Werkzeug zum Zusammenfügen rohrförmiger Teile offenbart, das einen Körper aufweist, der einen Hohlraum definiert, der sich überlappende Abschnitte der rohrförmigen Teile aufnimmt. Eine Kartusche stützt einen Leiter ab, der sich um die sich überlappenden Abschnitte herum erstreckt. Der Leiter weist ein Zuleitungssegment auf, das sich in einer ersten Drehrichtung um die sich überlappenden Abschnitte herum bis zu einem Umkehrpunkt erstreckt, und ein Rückleitungssegment, das sich in einer zweiten Drehrichtung um die sich überlappenden Abschnitte herum vom Umkehrpunkt weg erstreckt. Das Zuleitungssegment und das Rückleitungssegment sind voneinander isoliert. Eine Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie wird über das Zuleitungssegment und das Rückleitungssegment in gegenläufigen Drehrichtungen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Impulses zum Zusammenfügen der rohrförmigen Teile entladen.
Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, die das Werkzeug betreffen, kann das Werkzeug einen ersten und einen zweiten Teil aufweisen, die durch einen Stelltrieb getrennt werden können, der den ersten und den zweiten Teil zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegt. Das Werkzeug kann weiterhin einen Dorn umfassen, der in die rohrförmigen Elemente eingeführt wird, um diese abzustützen, wenn die Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie über die Zuleitung und Rückleitung entladen wird.
Der Körper kann eine Öffnung definieren, durch welche hindurch der Leiter in den Hohlraum eintritt. Der Eintrittspunkt ist vom Umkehrpunkt beabstandet und/oder von diesem isoliert, um eine Lichtbogenbildung zwischen dem Eintrittspunkt und dem Umkehrpunkt zu verhindern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenfügen eines inneren rohrförmigen Elements und eines äußeren rohrförmigen Elements offenbart, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einsetzen der rohrförmigen Elemente in ein Werkzeug, das eine Aufnahme definiert, Einführen einer Kartusche in die Aufnahme und Entladen einer elektrischen Energie über den Leiter, um die rohrförmigen Elemente zusammenzufügen. Die Kartusche weist einen Leiter mit einem ersten Verlauf und einem zweiten Verlauf auf, die durch einen Isolator getrennt sind und sich teilweise um die rohrförmigen Elemente bis zu einem Umkehrpunkt hin erstrecken. Der Leiter definiert am Umfang einen Spalt zwischen einer Eintrittsöffnung in die Kartusche und dem Umkehrpunkt. Aus einer elektrischen Energiespeicherquelle wie einer Reihe von Kondensatoren wird elektrische Energie über den Leiter entladen, um einen elektromagnetischen Impuls zum Zusammenfügen der rohrförmigen Elemente zu erzeugen.
Die Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie wird über das Zuleitungssegment und das Rückleitungssegment in gegenläufigen Drehrichtungen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Impulses zum Zusammenfügen der rohrförmigen Teile entladen. Beim Leiter kann es sich um einen Draht oder eine Folie handeln. Die Kartusche kann aus einem Polymer gebildet sein. Der Spalt am Umfang ist genügend groß, um eine Lichtbogenbildung zwischen der Eintrittsöffnung und dem Umkehrpunkt zu verhindern. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Verschachtelns der rohrförmigen Elemente ineinander umfassen, wobei sich überlappende Abschnitte der rohrförmigen Elemente innerhalb des Werkzeugs angeordnet sind. Die rohrförmigen Teile können durch Schweißen oder Druckfügen miteinander verbunden werden, was teilweise von der entladenen Kraft abhängt.
Die obigen Aspekte der vorliegenden Offenbarung sowie weitere Aspekte werden im Folgenden ausführlicher und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Impulsfüge-Werkzeugs mit einer Kartuschenanordnung und rohrförmigen Elementen, die innerhalb einer vom Werkzeug definierten Kammer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind;
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1;
2A zeigt eine Teilquerschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform einer Kartusche mit einem im Werkzeug angeordneten Leiterdraht;
3 zeigt eine Querschnittsansicht zweier rohrförmiger Elemente, die im mit dem in 1 gezeigten Impulsfüge-Werkzeug zusammengeschweißten Zustand gezeigt werden;
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform eines Impulsfüge-Werkzeugs mit einer quadratischen Kammer zum Zusammenfügen zweier quadratischer rohrförmiges Elemente, das gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gefertigt worden ist; und
5 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Zusammenfügen zweier rohrförmiger Elemente gemäß der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die dargestellten Ausführungsformen werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die offenbart werden, sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, wie die Erfindung auszuüben ist.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 wird ein Impulsfüge-Werkzeug 10 gezeigt, das einen Hohlraum 12 definiert. Das Impulsfüge-Werkzeug 10 weist einen ersten Werkzeugteil 16 und einen zweiten Werkzeugteil 18 auf. Zum Aufnehmen eines äußeren rohrförmigen Elements 20 und eines inneren rohrförmigen Elements 22 werden das erste und zweite Werkzeugteil 16 und 18 geöffnet und geschlossen. Das innere rohrförmige Element 22 wird durch einen Dorn 24 unterstützt, der das innere rohrförmige Element 22 während des Impulsfüge-Vorgangs abstützt. Beim Dorn 24 handelt es sich um einen herkömmlichen Spreizdorn, der eingefahren wird, um in das Innere des inneren rohrförmigen Elements hineinzupassen, und ausgefahren wird, um das innere rohrförmige Element abzustützen, und eingefahren wird, um das innere rohrförmige Element vom Dorn 24 zu entfernen. Ein Stelltrieb 26, der zum Bewegen des zweiten Werkzeugteils 18 gegenüber dem ersten Werkzeugteil 16 am zweiten Werkzeugteil 18 angebracht wird, ist schematisch dargestellt. Es versteht sich, dass zwei Stelltriebe verwendet werden könnten, oder dass der Stelltrieb am ersten Werkzeugteil 16 angebracht werden könnte.
Eine allgemein mit der Bezugsnummer 30 bezeichnete Kartusche wird in einer Aufnahme 32 aufgenommen gezeigt. Die Aufnahme 32 wird wie unten mit Bezug auf 2 gezeigt und beschrieben vom Impulsfüge-Werkzeug 10 innerhalb des Hohlraums 12 definiert. Die Kartusche 30 weist einen Leiter 36 auf, bei dem es sich um eine Leiterfolie (wie gezeigt) oder wie in 2A gezeigt um einen Leiterdraht handeln kann. Der Leiter 36 weist einen Zuleitungsverlauf 38, d.h. einen Leiter oder ein Drahtsegment, und einen Rückleitungsverlauf 40, d.h. einen Leiter oder ein Drahtsegment, auf, die sich jeweils am Umfang um das äußere rohrförmige Element 20 herum erstrecken. Der Zuleitungsverlauf 38 und der Rückleitungsverlauf 40 treffen an einem Umkehrpunkt 42 aufeinander. Ein durch den Zuleitungsverlauf 38 fließender Gleichstrom fließt in einer ersten Umfangsrichtung (d.h. im Uhrzeigersinn) von einem Eintrittspunkt 44 aus in die Aufnahme 32, bis der Umkehrpunkt 42 erreicht wird. Nach dem Durchfließen des Umkehrpunkts 42 fließt der Strom in der umgekehrten Umfangsrichtung (d.h. gegen den Uhrzeigersinn) durch den Rückleitungsverlauf 40. Der Zuleitungsverlauf 38 und der Rückleitungsverlauf 40 treten durch eine Öffnung 46 in das Fügewerkzeug 10 ein. Wie in 1 gezeigt ist die Öffnung 46 zwischem dem ersten Werkzeugteil 16 und dem zweiten Werkzeugteil 18 definiert. Es versteht sich jedoch, dass der Leiter 36 auch von der Seite des Werkzeugs 10 her in den Hohlraum 12 eintreten kann, in welchem Fall keine Öffnung durch das Werkzeug 10 hindurch gebildet werden müsste.
Ein Spalt 48 ist zwischen dem Eintrittspunkt 44 und dem Umkehrpunkt 42 definiert. Beim Spalt 48 kann es sich um einen Luftspalt oder um einen mit dem Isolierungsmaterial 50 ähnlichen Isolierungsmaterial gefüllten Spalt handeln, der den Zuleitungsverlauf 38 und den Rückleitungsverlauf 40 des Leiters 36 einkapselt. Der Spalt 48 ist zum Verhindern der Lichtbogenbildung zwischen dem Eintrittspunkt 44 und dem Umkehrpunkt 42 vorgesehen. Der Leiter 36 läuft fast vollständig um das äußere Rohr 20 herum, um so ein verhältnismäßig kontinuierliches elektromagnetisches Feld am Umfang bereitzustellen, das sich an das äußere Rohr 20 anlegt. Der Spalt 48 ist zum Verhindern der Lichtbogenbildung zwischen dem Eintrittspunkt 44 und dem Umkehrpunkt 42 notwendig. Der Spalt 48 kann ggf. vergrößert werden, um eine Lichtbogenbildung bei einem Kurzschluss mit dem Leiter 36 zu verhindern.
Ein Isolierungsmaterial 50 wird auf dem Zuleitungsverlauf 38 und dem Rückleitungsverlauf 40 des Leiters 36 vorgesehen. Beim Isolierungsmaterial 50 kann es sich um ein Polymer oder um ein anderes geeignetes Isolierungsmaterial handeln, das eine Lichtbogenbildung zwischen dem Zuleitungsverlauf 38 und dem Rückleitungsverlauf 40 verhindern kann.
Am Werkzeug 10 sind Anschlüsse 52 vorgesehen. Die Anschlüsse 52 sind für eine elektrische Verbindung zwischen dem Werkzeug 10 und einer gespeicherten Energiequelle 54 vorgesehen. Bei der gespeicherten Energiequelle 54 kann es sich um eine Kondensatorenreihe (oder um eine Drosselspulenreihe) handeln, die zum Speichern der Energie fähig ist, die an das Impulsfüge-Werkzeug 10 entladen wird.
Spezifisch Bezug nehmend auf 2 weist das innere rohrförmige Element 22 ein auslaufendes Ende auf. Das auslaufende Ende erleichtert das Verschweißen des äußeren rohrförmigen Elements 20 mit dem inneren rohrförmigen Element 22, da das äußere rohrförmige Element 20 vom breitesten Abschnitt des auslaufenden Endes 58 aus durch das elektromagnetische Feld in Eingriff mit dem inneren rohrförmigen Element 22 gedrückt wird.
Bezug nehmend auf 3 wird ein äußeres rohrförmiges Element 20 gezeigt, das durch eine mit dem Impulsfüge-Werkzeug 10 gebildeten Schweißung 60 mit einem inneren rohrförmigen Element 22 verbunden ist. Die Schweißung 60 ist zwischen den sich überlappenden Abschnitten 56 des äußeren rohrförmigen Elements 20 und des inneren rohrförmigen Elements 22 gebildet.
Bezug nehmend auf 4 wird eine alternative Ausführungsform eines Impulsfüge-Werkzeugs 70 gezeigt, das einen Hohlraum 72 in Quadratform aufweist. Ein erster Werkzeugteil 74 und ein zweiter Werkzeugteil 76 sind innerhalb des Hohlraums 72 angeordnet. Bei den Werkzeugteilen 74 und 76 handelt es sich um quadratische rohrförmige Elemente in der Ausführungsform von 4. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung von Impulsfüge-Werkzeugen und -Verfahren nicht auf runde oder quadratische rohrförmige Elemente beschränkt ist, aber auch bei rechteckigen rohrförmigen Elementen, bei rohrförmigen Elementen mit gerundeten Enden und flachen Seiten sowie bei beliebigen anderen rohrförmigen Elementen mit herkömmlichen Formen angewandt werden kann. Das innere rohrförmige Element 80 wird vom Dorn 84 unterstützt. Eine Kartusche 90 ist innerhalb einer Aufnahme 92, die innerhalb des Hohlraums 72 des Werkzeugs 70 definiert ist, aufgenommen. Die Kartusche 90 weist einen Leiter 96 auf, bei dem es sich um einen Leiterdraht handelt. Der Leiter 96 weist ein Zuleitungsdrahtsegment 98 und ein Rückleitungsdrahtsegment 100 auf, die zwischen einem Umkehrpunkt 102 und einem Eintrittspunkt 104 stromführend sind. Bei einer Entladung fließt Strom in einer Umfangsrichtung durch den Zuleitungsverlauf 98 und in der umgekehrten Umfangsrichtung durch das Rückleitungsdrahtsegment 100. Zwischen dem Umkehrpunkt 102 und dem Eintrittspunkt 104 ist ein Spalt 108 definiert, der zum Verhindern einer Lichtbogenbildung zwischen dem Umkehrpunkt 102 und dem Eintrittspunkt 104 isoliert sein kann. Ein Isolierungsmaterial 110 ist um den Zuleitungsverlauf 98 und den Rückleitungsverlauf 100 des Leiters 96 vorgesehen, um eine Lichtbogenbildung zwischen dem Zuleitungsverlauf 98 und dem Rückleitungsverlauf 100 zu verhindern. Die Anschlüsse 112 sind für eine elektrische Verbindung zwischen dem Werkzeug 70 und einer gespeicherten Energiequelle 114 am Werkzeug 70 vorgesehen. Bei der Energiespeicherquelle oder beim Impulsgenerator 114 kann es sich um eine Kondensatorenreihe o.ä. handeln.
Bezug nehmend auf 5 wird das Impulsfüge-Verfahren gezeigt und allgemein mit der Bezugszahl 120 angegeben. Das Impulsfüge-Verfahren beginnt wie oben beschrieben bei 122 mit dem Einsetzen einer Kartusche 30 in ein Impulsfüge-Werkzeug 10. Ein inneres rohrförmiges Element wird bei 124 auf einen Dorn aufgesetzt. Bei 126 werden ein äußeres rohrförmiges Element und das innere rohrförmige Element innerhalb der Kastusche in der im Werkzeug 10 liegenden Kartusche 30 zusammengesetzt. Eine gespeicherte elektrische Ladung wird bei 128 zum Verdampfen des Leiters 36 durch das Werkzeug entladen, wobei das äußere rohrförmige Element komprimiert wird und somit das innere und äußere rohrförmige Element durch den Impuls zusammengefügt werden. Das Zusammenfügen des inneren und äußeren rohrförmigen Elements durch den Impuls kann eine Schweißung oder eine Druckfügestelle zwischen dem inneren und äußeren rohrförmigen Element ergeben. Nach dem Entladen können das Werkzeug und der einfahrbare Dorn bei 130 von den nun zusammengefügten rohrförmigen Elementen entfernt werden.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Stattdessen dienen die in der Patentschrift verwendeten Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Impulsfügewerkzeug, das Folgendes umfasst: einen Werkzeugkörper, der einen Hohlraum zur Aufnahme zweier ineinander verschachtelter rohrförmiger Elemente aufweist; eine im Hohlraum aufgenommene Kartusche mit einer Zuleitung und einer Rückleitung, die sich am Umfang von einem Eintrittspunkt zu einem Umkehrpunkt erstrecken, wobei die Zuleitung und die Rückleitung mit einer Isolierung elektrisch isoliert sind; und eine Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie, die zum Fügen der rohrförmigen Elemente über die Zuleitung und Rückleitung entladen werden kann.
Impulsfügewerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug mindestens zwei Teile aufweist, die zum Einsetzen und Entfernen der rohrförmigen Elemente getrennt werden können.
Werkzeug nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug weiterhin einen Dorn aufweist, der in die rohrförmigen Elemente eingeführt wird, um diese abzustützen, wenn die Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie über die Zuleitung und Rückleitung entladen wird.
Werkzeug nach Anspruch 3, wobei der Dorn eines der rohrförmigen Elemente in einer gespreizten Stellung abstützt und radial in eine eingefahrene Stellung eingefahren wird, um den Dorn aus den rohrförmigen Elementen zu entfernen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei der elektrischen Isolierung um eine Kunststoffkapselung handelt, welche die Zuleitung und die Rückleitung einkapselt.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Werkzeug einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, die durch einen Stelltrieb getrennt werden können, der den ersten Teil gegenüber dem zweiten Teil zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegt.
Werkzeug zum Fügen rohrförmiger Teile, wobei das Werkzeug Folgendes umfasst: einen Körper, der einen Hohlraum definiert, der sich überlappende Abschnitte der rohrförmigen Teile aufnimmt; eine Kartusche, die einen Leiter abstützt, der sich um die sich überlappenden Abschnitte herum erstreckt, wobei der Leiter ein Zuleitungssegment aufweist, das sich in einer ersten Drehrichtung um die sich überlappenden Abschnitte herum bis zu einem Umkehrpunkt erstreckt, und ein Rückleitungssegment, das sich in einer zweiten Drehrichtung um die sich überlappenden Abschnitte herum vom Umkehrpunkt weg erstreckt, wobei das Zuleitungssegment gegenüber dem Rückleitungssegment isoliert ist; und eine Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie, die über das Zuleitungssegment und das Rückleitungssegment in gegenläufigen Drehrichtungen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Impulses zum Zusammenfügen der rohrförmigen Teile entladen wird.
Werkzeug nach Anspruch 7, wobei das Werkzeug einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, die durch einen Stelltrieb getrennt werden können, der den ersten Teil gegenüber dem zweiten Teil zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegt, und weiterhin einen Dorn umfasst, der in die rohrförmigen Teile eingeführt wird, um diese abzustützen, wenn die Quelle mit gespeicherter elektrischer Energie über das Zuleitungs- und Rückleitungssegment entladen wird.
Werkzeug nach Anspruch 7, wobei der Körper einen Eintrittspunkt definiert, durch den der Leiter in den Hohlraum eintritt, und wobei der Eintrittspunkt genügend weit vom Umkehrpunkt beabstandet ist, so dass eine Lichtbogenbildung zwischen dem Eintrittspunkt und dem Umkehrpunkt verhindert wird.
Verfahren zum Zusammenfügen eines inneren rohrförmigen Elements und eines äußeren rohrförmigen Elements, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Einführen einer Kartusche in eine Aufnahme, wobei die Kartusche einen Leiter mit einem ersten Verlauf und einem zweiten Verlauf aufweist, die durch einen Isolator getrennt sind, wobei der Leiter am Umfang einen Spalt zwischen einer Eintrittsöffnung in die Kartusche und einem Umkehrpunkt definiert; Einsetzen der rohrförmigen Elemente in ein Werkzeug, das für die Kartusche eine Aufnahme definiert; und Entladen einer gespeicherten elektrischen Energie über den ersten Verlauf in einer ersten Umfangsrichtung an den Umkehrpunkt und über den zweiten Verlauf in einer zweiten Umfangsrichtung, so dass ein elektromagnetischer Impuls erzeugt wird, der die rohrförmigen Elemente zusammenfügt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die gespeicherte elektrische Energie über den ersten Verlauf und den zweiten Verlauf in entgegengesetzten Umfangsrichtungen zum Erzeugen des elektromagnetischen Impulses zum Zusammenfügen der rohrförmigen Elemente entladen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei es sich beim Leiter um einen Draht handelt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei es sich beim Leiter um eine Folie handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Kartusche aus einem Polymer gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Spalt am Umfang genügend groß ist, um eine Lichtbogenbildung zwischen der Eintrittsöffnung und dem Umkehrpunkt zu verhindern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: Verschachteln der rohrförmigen Elemente ineinander, wobei sich überlappende Abschnitte der rohrförmigen Elemente innerhalb des Werkzeugs angeordnet sind.