DE10203643A1 - Verfahren zum ins Schwingen Versetzen, Schmelzen und Verbinden von Harzteilen - Google Patents

Verfahren zum ins Schwingen Versetzen, Schmelzen und Verbinden von Harzteilen

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DE10203643A1 DE2002103643 DE10203643A DE10203643A1 DE 10203643 A1 DE10203643 A1 DE 10203643A1 DE 2002103643 DE2002103643 DE 2002103643 DE 10203643 A DE10203643 A DE 10203643A DE 10203643 A1 DE10203643 A1 DE 10203643A1
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Yasuhiko Yamazaki
Takayuki Shibata
Syuuji Murata
Akihiro Yada
Ryouji Iwamatsu
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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum ins Schwingen bringen, Schmelzen und auf gute Art Verbinden von Harzteilen (7, 8). Hierbei wird das Aneinanderpressen der Harzteile (7, 8) begonnen, und dann wird die Druckkraft plötzlich auf einen vorbestimmten Wert (P1) erhöht, und die Harteile (7, 8) werden zum Schwingen gebracht, um die Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) zu erwärmen. Nachdem die Wärmeentwicklung begonnen wurde, wird die Druckkraft allmählich bis zur Zeit (t2), zu der das Schwingen der Harzteile (7, 8) beendet wird, erhöht, um das erwärmte Harzmaterial von den Kontaktflächen (71, 82) herauszudrücken. Dies legt eine neue Fläche des Harzmaterials frei, welche in einem geringen Maße erwärmt ist, und damit kann das Harzmaterial an den Harzflächen (71, 82) vor übermäßiger Erwärmung und Zersetzung bewahrt werden. Im Anschluß hieran wird das Schwingen der Harzteile (7, 8) beendet, um das Harzmaterial, welches nicht zersetzt ist und sich in einem gleichförmigen Schmelzzustand über die gesamten Kontaktflächen (71, 82) befindet, zu verfestigen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein Verbundteil herzustellen, in welchem die Harzteile (7, 8) in einem guten Verbindungszustand verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden einer Mehrzahl von Harzteilen, bei welchem die Kontaktflä­ chen der Harzteile zum Schwingen gebracht werden, um ein Schmelzen und ein an­ schließendes Verbinden der Teile zu bewirken.
Im Stand der Technik ist ein kostengünstiges Verfahren, bei welchem zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wird, als ein Verfahren zum mitein­ ander Verbinden von Harz- bzw. Kunststoffteilen bekannt. Dieses Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Als erstes legt man eine Mehrzahl von Harzteilen aneinander. Ihre Kontaktflächen werden zum Schwingen bzw. Vibrieren gebracht, während sie aneinan­ der gepreßt werden, um das Harz an den Kontaktflächen mittels der durch das Schwin­ gen erzeugten Reibungswärme zu schmelzen. Wenn dann Harz an den Kontaktflächen geschmolzen ist, wird das Schwingen beendet, und das Harz an den Kontaktflächen wird abgekühlt und verfestigt sich, wodurch sich die Harzteile verbinden.
Wenn jedoch bei der oben beschriebenen, herkömmlichen Technik während des Schwingvorgangs Änderungen im Erwärmungszustand der Kontaktflächen aufgrund von Druckkraftschwankungen auftreten, ändert sich der Schmelzgrad oder -zustand des Harzes an den Kontaktflächen. Wenn sich der Grad oder der Zustand beim Schmelzen des Harzes an den Kontaktflächen ändert, tritt das Problem auf, daß kein stabiler Ver­ bindungszustand erzielt werden kann, wenn das Harz abgekühlt und verfestigt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der Probleme der her­ konlnllichen Technologie getätigt. Es ist eine Aufgabe wenigstens einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmel­ zen und Verbinden von Harzteilen zu schaffen, welches in der Lage ist, ein Verbundteil herzustellen, in welchem die Harzteile fest miteinander verbunden sind.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale in den Ansprüchen 1, 9, 10, 13, 14, 16 und 19 gelöst. Vorteilhaft Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen An­ sprüche.
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist ein Aspekt gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung in Fig. 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenigstens zwei Harzteilen (7, 8) durch das Anlegen dieser wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander und das Schwingen ihrer Kontaktflächen (71 und 82 in Fig. 2), während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, die Druckkraft plötzlich bzw. mit steilem Verlauf auf einen vorbe­ stimmten Wert (P1) angehoben und dann allmählich bzw. schrittweise gesteigert wird.
Nachdem der Erwärmungsvorgang begonnen wurde, wird die Druckkraft gemäß einer Ausführungsform der Erfindung plötzlich auf den vorbestimmten Wert (P1) ange­ hoben, um die Wärmebildung zu erleichtern. Wenn jedoch dieselbe Druckkraft konti­ nuierlich auf die Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8), nachdem diese erwärmt wurden, aufgebracht wird, wird das Harzmaterial an den Kontaktflächen (71, 82) exzes­ siv erwärmt und zersetzt sich. Aus diesem Grund wird die Druckkraft gemäß einer Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung allmählich erhöht, um das erwärmte Harz­ material von den Kontaktflächen (71, 82) hinauszudrücken, nachdem die Druckkraft den vorbestimmten Wert (P1) erreicht hat. Dies legt eine neue Fläche des Harzmaterials frei, welche nicht so sehr erwärmt ist und bewahrt daher das Harzmaterial an den Kontaktflä­ chen (71, 82) davor, übermäßig erwärmt zu werden.
Da die Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) nicht völlig flach sind, treten hierbei Schwankungen in der Erwärmung der Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) auf. Um ein gleichbleibendes Schmelzen und Verbinden über die gesamten Kontakt­ flächen (71, 82) hinweg zu erzielen, ist es nötig, Wärme so gleichförmig wie möglich auf die gesamten Kontaktflächen (71, 82) aufzubringen. Es ist daher notwendig, das Harzmaterial an den Kontaktflächen (71, 82) auf eine gleichförmige Art zu schmelzen, um Konsistenz in der Erwärmung der Kontaktflächen (71, 82) zu erzielen. Selbst wenn Schwankungen beim Erwärmen der Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) auf­ treten, ist es in diesem Falle möglich, Teile des Harzmaterials davor zu bewahren, übermäßig erwärmt zu werden.
Durch dieses Bewahren der Harzteile an den Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) vor übermäßiger Erwärmung ist es möglich, das Harzmaterial, welches nicht zer­ setzt bzw. zerstört wird und sich nahezu gleichförmig im Zustand des Schmelzens über die gesamten Kontaktflächen (71, 82) hinweg befindet, zu verfestigen, um ein gut ver­ bundenes Teil herzustellen. Die Druckkraft wird zusätzlich kontinuierlich und allmäh­ lich erhöht, bis das Schwingen der Kontaktflächen beendet wird. Dies erlaubt es, das Harzmaterial vor einer übermäßigen Erwärmung durch die durch den Schwingvorgang erzeugte Wärme zu bewahren.
Unter einem anderen Gesichtspunkt betrachtet wird die Druckkraft allmählich kontinuierlich vom vorbestimmten Wert (P1) in einen Bereich erhöht, der ein vor­ bestimmtes oberes Limit (P2) der Druckkraft nicht übersteigt. Wenn die Druckkraft das vorbestimmte obere Limit (P2) der Druckkraft übersteigt, wird das Harzmaterial von den Kontaktflächen entfernt, bevor das Harzmaterial ausreichend erwärmt ist, und damit besteht die Möglichkeit, daß ein akzeptables Verbinden nicht erzielt werden kann. Aus diesem Grund ist es wirkungsvoll, die Druckkraft allmählich in diesen Bereich zu erhö­ hen, um das voreingestellte obere Limit (P2) der Druckkraft nicht zu übersteigen. Alter­ nativ hierzu kann die Dmckkraft auch kontinuierlich allmählich erhöht werden durch Kombination einer Zeitdauer, in welcher die Druckkraft auf einem konstanten Wert ge­ halten wird, und einer Zeitdauer, in welcher die Druckkraft erhöht wird. Um die Druck­ kraft allmählich zu erhöhen, kann die Druckkraft natürlich kontinuierlich (linear) erhöht werden, und ein steigender Gradient der Druckkraft kann als Ganzes durch das Kombi­ nieren der Zeitdauer, in welcher die Druckkraft auf einem konstanten Wert gehalten wird, mit der Zeitdauer, in welcher die Druckkraft erhöht wird, allmählich erhöht wer­ den.
Bezogen auf das Schwingen kann eine Bewegungsgeschwindigkeit der Kontakt­ flächen (71, 82) nach dem Beginn des Schwingens der Kontaktflächen plötzlich auf ein voreingestelltes oberes Limit erhöht werden, und die Bewegungsgeschwindigkeit kann danach allmählich verringert werden. Nachdem der Schwingvorgang begonnen wurde, wird das Erwärmen zum Schmelzen des Harzmaterials an den Kontaktflächen (71, 82) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch ein abruptes Erhöhen der Bewe­ gungsgeschwindigkeit auf das voreingestellte obere Limit erleichtert. Nachdem das Harzmaterial an den Kontaktflächen (71, 82) der Harzteile (7, 8) erwärmt und ge­ schmolzen ist, wird die Wärmebildung durch das allmähliche Senken der Bewegungsge­ schwindigkeit verringert, um das Harzmaterial an den Kontaktflächen vor übermäßiger Erwärmung zu bewahren, was eine Materialzersetzung begünstigen würde. Es ist daher möglich, das Harzmaterial zu verfestigen, welches noch nicht zersetzt ist und sich im geschmolzenen Zustand befindet, um ein gut verbundenes Teil zu erhalten.
Weiterhin wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Posi­ tion eines (8) der beiden Harzteile (7, 8) als das Ausmaß des Schmelzvorgangs bzw. die Schmelzmenge (M) der Harzteile (7, 8) an den Kontaktflächen (71, 82) unter Bezug auf das andere Harzteil (7) gemessen. Es wird eine Bestimmung bzw. Erfassung durchge­ führt, ob die Schmelzmenge (M) mit der Zeit zunimmt oder nicht; auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Erfassung wird festgelegt, ob das Schmelzen und die Verbindung der Harzteile (7, 8) akzeptiert werden kann.
Wenn im Stand der Technik die Schmelzmenge an den Kontaktflächen der Harz­ teile eine vorbestimmte Menge erreicht, wird der Schwingvorgang beendet und das schmelzende Harzmaterial an den Kontaktflächen verfestigt, um die Verbindung der Kontaktflächen zu vervollständigen. In dem Fall, in welchem Schwankungen im Schmelzzustand des Harzmaterials an den Kontaktflächen aufgrund von Schwankungen in der Erwärmung beim Durchführen des Schwingvorgangs auftreten, erhöht sich die Schmelzmenge kaum (oder kann sich nur ein wenig erhöhen), bis das Harzmaterial an dem Abschnitt, an dem die Wärmeerzeugung noch nicht voranschreitet, ausreichend erwärmt und geschmolzen wird. Wenn dann die gesamte Kontaktfläche geschmolzen ist, nimmt die Schmelzmenge an einem Abschnitt zu und erreicht eine vorbestimmte Menge; das Harzmaterial an dem Abschnitt jedoch, an dem die Wärmeerzeugung vom Start weg voranschreitet, wird übermäßig erwärmt und zersetzt sich.
Aus diesem Grund wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung er­ faßt, ob die Schmelzmenge (M) mit der Zeit zunimmt, und im Falle, daß die Schmelz­ menge (M) mit der Zeit zunimmt, ist es möglich, festzulegen, daß das Harzmaterial, welches übermäßig erwärmt und zerstört wurde, sich nicht an den Kontaktflächen befin­ det. Daher ist es auf der Grundlage des Ergebnisses der Feststellung, ob die Schmelz­ menge (M) mit der Zeit zunimmt oder nicht, möglich zu bestimmen, ob das Schmelzen und Verbinden gut funktioniert oder nicht. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein Verbundteil zu erhalten, in welchem die Harzteile (7, 8) gut verbunden sind.
Das Ergebnis der Bestimmung, ob die Schmelzmenge (M) mit der Zeit zunimmt oder nicht, kann durch die Bestimmung erhalten werden, ob sich die Schmelzmenge (M) innerhalb eines Bereichs zwischen einem unteren Limit und einem oberen Limit (U, J) befindet oder nicht, welche beide mit der Zeit zunehmen, oder durch die Feststellung, ob die angestrebte Schmelzmenge innerhalb einer vorbestimmten Zeit erhalten wird oder nicht.
Ein Harzteil (7) von wenigstens zwei Harzteilen (7, 8) hat gemäß einem weiteren Aspekt ferner einen Vorsprung (72) auf seiner äußeren Umfangsfläche. Das Harzteil (7) wird in den Halteabschnitt (6a) einer Schwingvorrichtung (6) gedrückt, um in der Schwingvorrichtung (6) befestigt zu werden. Die Schwingvorrichtung (6) wird in die­ sem Zustand zum Schwingen gebracht, um die Kontaktflächen (71, 82) zum Schwingen zu bringen.
In einem allgemein üblichen Verfahren des Standes der Technik zum ins Schwin­ gen Bringen, Schmelzen und Verbinden von Harzteilen ist ein kleiner Freiraum zwi­ schen einem Halteabschnitt der Schwingvorrichtung (6) und der äußeren Umfangsfläche des auf der Schwingvorrichtung (6) befestigten Harzteiles vorgesehen. Dieser Freiraum führt zu einem Energieübertragungsverlust während der Schwingvorgang durchgeführt wird, und eine Variation des Freiraums erzeugt eine Veränderung der auf die Kontaktflächen der Harzteile übertragenen Schwingungsenergie.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Schwingungs­ energie akkurat übertragen werden, da das Harzteil (7) den Vorsprung (72) auf seiner äußeren Umfangsfläche hat und das Harzteil (7) in den Halteabschnitt (6a) der Schwingvorrichtung (6) gedrückt ist, um in der Schwingvorrichtung (6) fixiert zu sein. Daher erzeugt die vorliegende Erfindung kaum eine Schwankung der auf die Kontakt­ fläche des Harzteiles (7) übertragene Schwingungsenergie und sie kann ein Verbundteil herstellen, in welchem die Harzteile (7, 8) gut verbunden sind.
Des weiteren kann ein Harzteil (7) an der Schwingvorrichtung (6) befestigt wer­ den, und ein anderes Harzteil (8) kann an einer stationären Vorrichtung (13) befestigt werden; die Schwingvorrichtung (6) wird zum Schwingen gebracht, um die Kontaktflä­ chen (71, 82) zum Schwingen zu bringen. Die stationäre Vorrichtung (13) hat Aufnah­ meflächen (114, 115) entsprechend der Form des anderen Harzteiles (108) und verur­ sacht eine gleichförmige Druckkraft auf die Kontaktflächen (71, 82), wenn die Kontakt­ flächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die auf die Kontakt­ flächen (71, 82) aufgebrachte Druckkraft gleichförmig zu gestalten, wenn die Kontakt­ flächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, selbst wenn das auf der stationären Vorrichtung (13) befestigte Harzteil (108) in einer komplexen Gestalt ausgebildet ist. Es gibt daher kaum eine Schwankung im Zustand der Erwärmung des Harzmaterials an den Kontaktflächen (71, 82). Auf diese Weise ist es möglich, ein gut verbundenes Teil mit den Harzteilen (7, 108) herzustellen. Die Aufnahmeflächen (114, 115) der stationären Vorrichtung (13) sind ferner mit einem bewegbaren Teil (115) ausgestattet, und das bewegbare Teil (115) kann sich entsprechend der Form des anderen Harzteiles (108) bewegen. Wenn die Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, kann das bewegbare Teil (115) fixiert werden, um eine gleichförmige Druckkraft gegen die Kon­ taktflächen (71, 82) zu bewirken.
Die Kontaktfläche (82) ist derart ausgebildet, daß die Steifigkeit des Harzteiles an jedem Abschnitt der Kontaktfläche (82) nahezu gleichförmig ist. Wenn die Harzteile der Kontaktflächen zwischen den jeweiligen Abschnitten eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen, schwingt der Abschnitt mit der niedrigeren Steifigkeit beim Schwingen syn­ chron zum Schwingen und erzeugt nicht so viel Wärme wie der Abschnitt mit der höhe­ ren Steifigkeit. Auf diese Art schreitet die Wärmeerzeugung im Abschnitt mit der höhe­ ren Steifigkeit voran und führt zu keiner gleichförmigen Erwärmung, wenn sich die Steifigkeit der Kontaktflächen der Harzteile zwischen entsprechenden Abschnitten un­ terscheiden. Dies führt daher zu Schwankungen im Schmelzzustand des Harzmaterials an den Kontaktflächen und zu keiner guten Verbindung.
Da die Kontaktfläche (82) in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet ist, daß die Steifigkeit der Kontaktfläche (82) des Harzteiles fast gleichförmig ist, ist es unwahrscheinlich, daß Schwankungen in der Erwärmung des Harzmaterials der Kontaktfläche (82) auftreten. Es ist daher möglich, ein Verbundteil herzustellen, in welchem die Harzteile gut miteinander verbunden sind.
Wenn die Kontaktfläche (82) ferner in einer polygonalen Form ausgebildet ist, kann die Steifigkeit des Harzteiles an jedem Abschnitt der Kontaktfläche (82) fast gleichförmig gemacht werden, indem man die Dicke des Harzteiles der Ecke (811) des Harzteiles dünner als die des geraden Abschnitts (812) des Harzteiles ausgestaltet.
In einem Zustand, in welchem ein Harzteil (7) an der Schwingvorrichtung (6) be­ festigt ist und das andere Harzteil (8) an der stationären Vorrichtung (13) befestigt ist, wird die Schwingvorrichtung (6) zum Schwingen gebracht, um die Kontaktflächen (71, 82) zum Schwingen zu bringen; das andere Harzteil (8) hat einen polygonalen Stufenab­ schnitt (81), dessen Oberfläche die Kontaktfläche (82) ist, und die Dicke (W1) des Stu­ fenabschnitt (81) an seinem Eckabschnitt (811) ist dünner gestaltet als die Dicke (W2) des Stufenabschnitts (81) an einem geraden Abschnitt (812). Dadurch wird die Steifig­ keit des Harzteiles an jedem Abschnitt der Kontaktfläche (82) fast gleichförmig gestal­ tet. In einem wiederum weiteren Aspekt hat wenigstens ein Harzteil (208) eine Stufe an der Kontaktfläche (282), und ein Abschnitt (912) mit einer höheren Steifigkeit des Harzteils an der Kontaktfläche (282) steht von einem Abschnitt (911) mit einer niedri­ gen Steifigkeit des Harzkörpers an der Kontaktfläche (282) hervor.
Es ist demzufolge möglich, die Wärmeerzeugung zuerst am Abschnitt (912) mit der niedrigeren Steifigkeit der Harzteile der Kontaktfläche (282) voranschreiten zu las­ sen. Daher ist es möglich, ungleiche und uneinheitliche Erwärmung des Harzmaterials der Kontaktfläche (282) zu verhindern und dadurch ein Verbundteil herzustellen, in welchem die Harzteile (7, 208) gut verbunden sind.
Weitere Gebiete, auf denen die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, werden durch die im folgenden gemachte, detaillierte Beschreibung offenkundig. Es gilt zu verstehen, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, obwohl sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnen, lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der nachfolgenden detail­ lierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnung, hierbei gilt:
Fig. 1 ist eine schematisch dargestellte Anordnung einer ersten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform einer Maschine zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Ver­ binden;
Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht eines Harzteiles der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2B ist eine Draufsicht eines Harzteils der ersten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform;
Fig. 3A ist eine Schnittansicht, die eine Schwingvorrichtung und eine Abdeckung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, die im Eingriff miteinander stehen;
Fig. 3B ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnittes des Ineinandergreifens einer Schwingvorrichtung und einer Abdeckung der ersten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den allgemeinen Steuerungsablauf einer Steuerungs­ einheit der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 5 ist eine Kurve, die ein Steuerungsmuster der Druckkraft der erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 ist eine Kurve, welche die Beziehung zwischen der Schmelzmenge und einem Bestimmungsbereich, ob der Schmelz- und Verbindungsvorgang gut ausgeführt ist oder nicht, der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 ist eine schematische Anordnung eines Harzteiles einer zweiten erfindungsgemä­ ßen Ausführungsform;
Fig. 8A ist eine Darstellung, welche das Ineinandergreifen eines Gehäuses und einer stationären Vorrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 8B ist eine Darstellung, welche das Ineinandergreifen eines Gehäuses und einer stationären Vorrichtung der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 9A ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Anordnung eines Harztei­ les der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 9B ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnittes eines Harzteiles der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 10A ist eine schematische Kurve, die ein Steuerungsbeispiel einer Bewegungsge­ schwindigkeit während eines Schwingvorgangs in einer weiteren Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10B ist eine schematische Kurve, die ein Steuerungsbeispiel einer Bewegungsge­ schwindigkeit während eines Schwingvorgangs in einer weiteren Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist eine erläuternde Kurve, die ein Verfahren zum Feststellen, ob der Schmelz- und Verbindungszustand gut ist oder nicht, einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das einen allgemeinen Steuerungsvorgang einer Steue­ rungseinheit in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnittes, welche das Ineinandergreifen einer Schwingvorrichtung und einer Abdeckung in einer weiteren Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist eine Kurve, die ein Steuerungsmuster der Druckkraft in einer weiteren Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 15 ist eine Kurve, die ein Steuerungsmuster der Druckkraft in einer weiteren Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Maschine 1 zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden bzw. Vibrationsschmelzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Basis; und ein sich in Längs­ richtung erstreckender Rahmen 3 ist auf der Basis 2 befestigt. Auf dem oberen Seitenab­ schnitt des Rahmens 3 ist ein über ein Stützteil 4 getragener Schwingkörper 5zum ins Schwingen Versetzen einer Schwingvorrichtung 6 angeordnet, welche nachfolgend be­ schrieben wird. Im Schwingkörper 5 sind drei Treiberspulen (nicht gezeigt) angeordnet, und wenn Dreiphasenwechselstrom durch diese drei Spulen fließt, wird ein Resonanz­ körper (nicht gezeigt), an welchem die Schwingvorrichtung 6 befestigt ist, entlang eines Bogens in einer horizontalen Ebene bewegt. Während der sich entlang des Bogens be­ wegende Schwingkörper 5 in der vorliegenden Ausführungsform gewählt ist, kann ein Schwingkörper 5 verwendet werden, welcher sich in einer axialen Richtung in der hori­ zontalen Ebene hin und her bewegt.
Am unteren Seitenabschnitt des Rahmens wird ein Tisch 12, an welchem eine unten beschriebene stationäre Vorrichtung 13 befestigt ist, über eine Gleiteinheit 11 derart getragen, daß er in vertikale Richtungen gleiten kann. Der Tisch 12 wird durch den Betrieb eines im Rahmen vorhandenen hydraulischen Zylinders 14 auf und ab be­ wegt. Obwohl der Tisch 112 mittels eines pneumatischen Zylinders bewegt werden kann, wird die Verwendung eines hydraulischen Zylinders aus Gründen der Genauigkeit beim Steuern einer Druckkraft bevorzugt, wenn ein Vorgang des zum Schwingen, Bringens, Schmelzens und Verbindens durchgeführt wird.
Ein Spaltsensor 15 zum Erfassen der Position des Tisches 12 ist am Seitenab­ schnitt des Rahmens 3 nur wenig oberhalb des oberen Endes der bewegbaren Region des Tisches 12 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Spaltsensor vom kontaktfreien Typ zum Erfassen einer Größenänderung eines entsprechend der Größe des Spaltes erzeugten Wirbelstroms als Spaltsensor 15 verwendet. Ein Sensor zum Erfassen der Position des Tisches 12 ist nicht auf diesen Sensortyp beschränkt, sondern auch andere Sensoren wie ein Sensor vom kontaktfreien Typ, welcher Laser verwendet, oder eine Längenmessungseinheit vom kontakthaltenden Typ, welche mit einem Objekt zum Messen eines Spalts in Kontakt gebracht wird, können verwendet werden.
Die Schwingvorrichtung 6 ist mit einem in Form einer Vertiefung auf der Seite der Bodenfläche ausgebildeten Halteabschnitt 6a zum Halten einer Abdeckung 7 ausge­ stattet, bei welcher es sich um eines der beiden zum Schwingen zu bringenden, schmel­ zenden und verbindenden Harzteilen handelt, wie unten beschrieben ausgestattet wird. Die stationäre Vorrichtung 13 ist ferner mit einem in Form einer Vertiefung auf der Seite der Oberfläche ausgebildeten Halteabschnitt 13a zum Halten eines Gehäuses 8, welches das andere Teil der beiden Harzteile darstellt, die zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden werden sollen, ausgestattet. Wenn dann die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 jeweils in den Halteabschnitten 6a und 13a befestigt werden, liegen die Kontaktflächen der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8 einander gegenüber, wenn sie zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden werden. Eine Steuereinheit 100 ist ferner eine Steuereinrichtung zum Betätigen und Steuern des Schwingkörpers 5 und des hydraulischen Zylinders 14 auf der Basis eines Signals vom Betriebsschalter einer Bedienungskonsole (nicht gezeigt) und eines Signals vom Spaltsensor 15.
Die Fig. 2A und 2B zeigen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung eine schematische Anordnung von Harzteilen, welche zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden werden sollen. Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8, wobei es sich bei beiden um Harzteile handelt, und Fig. 2B zeigt die Form eines Hauptabschnittes in Fig. 2A.
Wie in Fig. 2A gezeigt wird, ist die Abdeckung 7 ein Harzteil, das wie eine flache Tafel geformt ist, und das Gehäuse 8 ist ein wie eine rechteckige Schachtel mit einem Boden geformtes Harzteil. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine elektrische Schaltung oder etwas Ähnliches im Gehäuse 8 aufgenommen, und die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 werden geschmolzen und miteinander verbunden, um einen hermetisch geschlossenen Zustand zu bilden, um die elektronische Schaltung oder dgl. vor der äu­ ßeren Umgebung zu schützen. Aus diesem Grund ist ein polygonaler (quadratisch in dieser Ausführungsform) Rippen- bzw. Stufenabschnitt 81 auf der Oberfläche des Ge­ häuses 8 ausgebildet. Wenn die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 zum Schwingen ge­ bracht, geschmolzen und verbunden werden, werden die Oberfläche des Stufenab­ schnitts 81 und der diesen gegenüberliegende Außenumfangsabschnitt der Bodenfläche der Abdeckung 7 zu den entsprechenden Kontaktflächen (82) und (71).
Hierbei wird in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein aus Po­ ly(Butylen Phthalate) bzw. Polybutylenterephtalat hergestelltes Harzmaterial mit 30% Glasfasern als Abdeckung 7 und Gehäuse 8 verwendet, um geforderte Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegenüber der Umgebung und Festigkeit zu erfüllen. Das Ge­ häuse 8 ist mit dem Stufenabschnitt (81) von ungefähr 2,5 Millimeter Höhe ausgestattet.
Fig. 2B ist eine vergrößerte Draufsicht eines Abschnitts A der Fig. 2A, in welcher der Abschnitt mit Ausnahme des Stufenabschnitts 81 weggelassen ist. Wie in der Fig. 2B gezeigt ist, unterscheidet sich ein Eckabschnitt (811) in der Dicke (Breite der Kon­ taktfläche 82) von einem geraden Abschnitt (812). In der vorliegenden Ausführungs­ form ist die Dicke W1 des Eckabschnitts (811) auf 0,9 Millimeter und die Dicke W2 des geraden Abschnitts ist auf 1, 2 Millimeter festgesetzt.
Wenn der Stufenabschnitt (81) derart ausgebildet ist, daß die Dicke W1 gleich der Dicke W2 ist, ist die Steifigkeit gegenüber dem Schwingen in der horizontalen Richtung im geraden Abschnitt (812) niedriger als im Eckabschnitt (811). Wird der Stufenab­ schnitt (81) dann zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden, neigt der ge­ rade Abschnitt (812) mit der niedrigeren Steifigkeit dazu, mit dem erzeugten Schwingen synchron zu schwingen und sich auszulenken, wobei er eine geringere Menge an Rei­ bungswärme erzeugt als der Eckabschnitt (811); der Eckabschnitt (811) wird im Zu­ stand der Erwärmung ungleichförmig. Wie oben beschrieben, ist es möglich, durch Ver­ ringern der Dicke W1 in bezug auf die Dicke W2 die Steifigkeit jedes Abschnitts des Stufenabschnitts 81 annähernd gleich zu gestalten und Schwankungen im Erwärmungs­ zustand zu verringern, wenn der Stufenabschnitt 81 zum Schwingen gebracht, ge­ schmolzen und verbunden wird.
Die Fig. 3A und 3B zeigen Teilansichten eines Zustands, in welchem die Ab­ deckung 7 durch den Halteabschnitt 6a der Schwingvorrichtung 6 gehalten wird. Wie in der Fig. 3A gezeigt wird, ist die Oberfläche der Abdeckung 7 an der Position befestigt, an der sie an der Bodenfläche des Halteabschnittes 6a anliegt. Fig. 3B ist eine vergrö­ ßerte Ansicht eines Abschnitts B der Fig. 3A. Die Abdeckung 7 ist mit einem halbku­ gelförmigen Vorsprung 72 an einer äußeren Umfangsfläche ausgestattet. Obwohl dies in den Fig. 3A und 3B teilweise weggelassen ist, sind in der vorliegenden Ausfüh­ rungsform acht Vorsprünge 72 über die gesamte äußere Umfangsfläche der Abdeckung 7 ausgebildet.
Jeder der Vorsprünge 72 ist derart ausgebildet, daß die Breite der Abdeckung 7 ein wenig größer ist, als die Breite des Halteabschnittes 6a, und wenn die Abdeckung 7 in den Halteabschnitt 6a gedrückt und in diesem befestigt wird, wird das Scheitelende des Vorsprungs 72 zwischen etwa 0,1 Millimeter und 0,2 Millimeter verformt. Dadurch wird sie sicher durch die Seitenflächen des Halteabschnittes 6a gehalten. Wenn die Ab­ deckung 7 zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wird, wird die Schwingungsenergie daher exakt von der Schwingvorrichtung (6) auf die Abdeckung 7 übertragen.
Als nächstes wird ein Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden beschrieben, welches in der vorher erläuterten Anordnung durchgeführt wird. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches die generelle Steuertätigkeit einer Steuereinheit 100 zeigt. Als erstes wird die Abdeckung 7 am Halteabschnitt 6a der Schwingvorrich­ tung 6 der in der Fig. 1 gezeigten Maschine zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden befestigt, und das Gehäuse 8 wird am Halteabschnitt 13a der stationären Vorrichtung 13 befestigt. Wenn dann der Betriebsschalter der Bedienungskonsole (nicht gezeigt) angeschaltet wird, wird der hydraulische Zylinder 14 durch ein Signal von der Steuereinheit 100 angesteuert und bewegt den Tisch 12 auf das Stützteil 4 zu.
Dieser Vorgang läßt die Kontaktfläche 71 der Abdeckung 7, die an der Kontakt­ fläche 82 des Gehäuses 8 anliegt, welche in der Fig. 2A gezeigt sind, gegeneinander drücken. Die Druckkraft wird abrupt erhöht, bis die Druckkraft einen vorbestimmten Wert P1 (beispielsweise 0,28 MPa) erreicht, wie durch die durchgezogene Linie C in der Fig. 5 gezeigt ist, und der Schwingkörper 5 wird zum Schwingen gebracht (Schritt S1). In dieser Ausführungsform wird der Schwingkörper 5 beispielsweise mit einer Fre­ quenz von 200 H2 und einer Amplitude von 0,48 mm zum Schwingen gebracht.
Die Druckkraft wird dann kontinuierlich allmählich entlang eines in der Fig. 5 ge­ zeigten, vorbestimmten Musters erhöht, bis die Druckkraft eine vorbestimmte Kraft P2 (beispielsweise 0,3 MPa) erreicht. In dieser Ausführungsform bedarf es beispielsweise 15 Sekunden für die Erhöhung der Druckkraft von P1 auf P2, d. h. die Kontaktfläche 71 der Abdeckung 7 und die Kontaktfläche 82 des Gehäuses 8 werden für 15 Sekunden (von t1 bis t2) zusammengedrückt und zum Schwingen gebracht, wie in der Fig. 4 ge­ zeigt ist.
Die Kontaktflächen 71 und 82 werden gemäß dieser Vorgehensweise gegeneinan­ der geschwungen bzw. vibrieren aneinander, um Reibungswärme zu erzeugen, wenn die Druckkraft plötzlich auf P1 erhöht wird. Die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 werden jedoch exzessiv erwärmt und zersetzt, sogar nachdem die Harzmateriali­ en an den Kontaktflächen 71 und 82 erwärmt sind, wenn sie kontinuierlich mit dersel­ ben Druckkraft, wie durch eine unterbrochene Linie in der Fig. 5 gezeigt ist, zusam­ mengedrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Druckkraft all­ mählich erhöht, um die erwärmten Harzteile von den Kontaktflächen 71 und 82 heraus­ zudrücken, selbst nachdem die Druckkraft den vorbestimmten Wert P1 erreicht. Hier­ durch wird eine neue Harzmaterialfläche mit einem niedrigen Erwärmungsgrad freige­ legt, um das Harzmaterial an den Kontaktflächen 71 und 82 vor exzessiver Erwärmung zu bewahren.
Des weiteren gibt es auch den Fall, in dem die Kontaktflächen 71 und 82 der Ab­ deckung 7 und des Gehäuses 8 nicht völlig flach sind. In diesem Falle treten Schwan­ kungen im Erwärmungszustand der Kontaktflächen 71 und 82 auf. Um ein akzeptables Schmelzen und Verbinden über die gesamten Kontaktflächen 71 und 82 zu erzeugen, muß der Vorgang des Erwärmens der gesamten Kontaktflächen 71 und 82 so gleichför­ mig wie möglich gestaltet werden. Es ist demzufolge notwendig, die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 zu schmelzen, bis die Erwärmung überall in den Kontakt­ flächen 71 und 82 nahezu gleichförmig wird. Selbst wenn Schwankungen im Erwär­ mungszustand der Kontaktflächen 71 und 82 auftreten, ist es in diesem Fall durch das oben beschriebene Verfahren möglich, den Abschnitt des zuvor erwärmten Harzmateri­ als vor übermäßiger Erwärmung zu bewahren.
Wenn die Druckkraft P2 erreicht ist, wird das Schwingen des Schwingkörpers 5 beendet (Schritt S3), und die Druckkraft entfällt nach einer vorbestimmten Zeit (drei Sekunden in dieser Ausführungsform) (Schritt S4). Die Druckkraft P2 wird aufgebracht, und dann wird das Schwingen beendet. Während der vorbestimmten Zeit, in welcher das Schwingen ausgesetzt ist, werden die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 gekühlt und verfestigt. Das Schmelzen und Verbinden der Abdeckung 7 und des Gehäu­ ses 8 wird hierdurch abgeschlossen.
Obwohl dies in Fig. 4 nicht gezeigt ist, mißt die Steuereinheit 100 die Position des Tisches 12 (den Spalt L zwischen dem Spaltsensor 15 und dem Tisch 12) auf der Basis des Signals vom Spaltsensor 15 während die Schritte S1 und S2 durchgeführt werden, wie in der Fig. 6 gezeigt ist. Obwohl sich der Spalt L kontinuierlich verringert, solange die Abdeckung 7 an dem Gehäuse 8 anliegt, wird der Spalt L hier unabhängig vom Sig­ nal vom Spaltsensor 15 nicht gemessen, da der Spalt L nicht mit dem Schmelzen und Verbinden der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8 in Beziehung steht.
Wenn die Abdeckung 7 an dem Gehäuse 8 anliegt und die Druckkraft plötzlich auf den vorbestimmten Wert zunimmt, und die Kontaktflächen 71 und 82 zum Schwin­ gen gebracht werden, beginnen die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 Wärme zu erzeugen und zu schmelzen. Während dieses Vorgangs nimmt der Spalt L entsprechend einer in der Fig. 6 gezeigten durchgehenden Linie G1 plötzlich ab. Wenn die Druckkraft dann allmählich zunimmt, nimmt der Spalt L entsprechend der in der Fig. 6 gezeigten durchgehenden Linie G2 ab. Eine Veränderung des Spaltes L zeigt eine Veränderung der Stellung der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8 zueinander an, und die Differenz M zwischen dem Spalt L und den durchgezogenen Linien G1 und G2 zeigt somit die Schmelzmenge an den Kontaktflächen 71 und 82 der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8, wenn die Abdeckung 7 an dem Gehäuse 8 anliegt, an.
Während die Schritte S1 und S2 ausgeführt werden, mißt die Steuereinheit 100 daher die Schmelzmenge M der Kontaktflächen 71 und 82 der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8 und bestimmt, ob die Schmelzmenge M mit der Zeit zunimmt oder nicht. Für diese Bestimmung wird ermittelt, ob der Spalt L, welcher die Schmelzmenge M anzeigt, innerhalb eines in der Fig. 6 gezeigten Bereichs MS liegt oder nicht.
Der Bereich MS wird durch das obere Limit U und das untere Limit J der mit der Zeit zwischen einer Zeit t1 und t2 zunehmenden Schmelzmenge M festgelegt. In dieser Ausführungsform ist der Bereich MS derart festgelegt, daß die Differenz zwischen dem oberen Limit U und dem unteren Limit J zur Zeit t1 0,6 mm beträgt, und die Differenz zwischen dem oberen Limit U und dem unteren Limit J zur Zeit t2 0,2 mm beträgt. Der Grund, warum der Bereich MS auf diese Weise festgelegt wird, ist, daß der Schmelzzu­ stand des Harzmaterials kurz vor dem Abschluß eines Schmelz- und Verbindungsvor­ gangs einen größeren Effekt auf die Stabilisierung des Zustandes des Schmelzens und Verbindens nach einem Abkühlen und Verfestigen hat, verglichen mit dem Schmelzzu­ stand des Harzmaterials zu einem anfänglichen Stadium des Schmelz- und Verbin­ dungsvorgangs.
Ist der Spalt L kleiner als das obere Limit U der Schmelzmenge M, so ist die Schmelzmenge M zu groß. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, daß die an den Kon­ taktflächen 71 und 82 noch zu erwärmenden und ausreichend zu schmelzenden Harz­ materialien zwischen den Kontaktflächen 71 und 82 herausgedrückt werden; auf diese Art und Weise wird kein guter Schmelz- und Verbindungszustand erzielt, wenn die Harzmaterialien schließlich abgekühlt und verfestigt sind.
Andererseits ist die Schmelzmenge M zu gering, wenn der Spalt L größer als das untere Limit J der Schmelzmenge M ist. In diesem Fall kann kein guter Schmelz- und Verbindungszustand erzielt werden, wenn die Harzmaterialien abgekühlt und verfestigt sind, da die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 übermäßig erwärmt und zersetzt werden. Durch die Bestimmung, ob sich der Spalt L innerhalb des Bereichs MS befindet oder nicht, wird daher ermittelt, ob der Schmelz- und Verbindungszustand gut ist oder nicht. Die Steuereinheit 100 zeigt das Ergebnis dieser Bestimmung dann auf dem Anzeigeteil der Bedienungskonsole (nicht gezeigt) an. Auf diese Weise ist es mög­ lich, zu bestimmen, ob der Schmelz- und Verbindungszustand der geschmolzenen und verbundenen Teile gut ist oder nicht.
Entsprechend der oben genannten Anordnung und dem Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden der Harzteile ist es durch Herstellen einer in bezug auf die Steifigkeit annähernd gleichförmigen Struktur des Stufenab­ schnitts 81 des Gehäuses 8 möglich, Schwankungen im Erwärmungszustand zu verrin­ gern, wenn die Harzteile zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wer­ den. Da die Vorsprünge 72 auf der äußeren Umfangsfläche der Abdeckung 7 ausgebil­ det sind und die Abdeckung 7 in den Halteabschnitt 6a hineingedrückt und an diesem befestigt ist, kann Schwingungsenergie ferner exakt von der Schwingvorrichtung 6 auf die Abdeckung 7 übertragen werden, wenn die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 zum Schwingen gebracht, geschmolzen und miteinander verbunden werden.
Da die Kontaktflächen 71 und 82 aneinandergelegt werden und die Druckkraft dann plötzlich auf den vorbestimmten Wert P1 und kontinuierlich allmählich auf den vorbestimmten Wert P2 erhöht wird, ist es ferner möglich, die Harzmaterialien an den Kontaktflächen 71 und 82 vor übermäßiger Erwärmung zu bewahren. Entsprechend dieser Anordnung und diesem Verfahren ist es möglich, ein Verbundteil zu erhalten, bei welchem die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 geschmolzen und miteinander in einem stabilen Zustand verbunden sind.
Da die Schmelzmenge der Abdeckung 7 und des Gehäuses 8 des weiteren konti­ nuierlich überwacht wird, während diese zum Schwingen gebracht, geschmolzen und miteinander verbunden werden, ist es selbst wenn Gehäuseteile in keinem guten Zu­ stand geschmolzen und verbunden sind möglich, diese Teile von guten zu unterschei­ den. Es ist daher möglich, ein Verbundteil zu erhalten, bei welchem die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 geschmolzen und in einem stabilen Zustand verbunden sind.
Zweite Ausführungsform
Basierend auf der Zeichnung wird als nächstes eine zweite Ausführungsform be­ schrieben. In einer zweiten Ausführungsform sind die Form eines Gehäuses, welches ein Harzteil ist, und die Anordnung der stationären Vorrichtung 13 zum Befestigen des Gehäuses anders als jene der ersten Ausführungsform. Dieselben Teile der zweiten Aus­ führungsform wie jene der ersten Ausführungsform sind hier durch dieselben Bezugs­ zeichen wie in der ersten Ausführungsform gekennzeichnet, daher wird auf eine Be­ schreibung dieser Teile verzichtet.
Wie in der Fig. 7 gezeigt ist, wird ein Gehäuse 108 in der vorliegenden Ausfüh­ rungsform durch einen ersten Behälter 109 und einen zweiten Behälter 110 gebildet, welche durch ein Verbindungsteil 111 verbunden sind. Wenn das Gehäuse 108 einstüc­ kig aus Harz gebildet ist, neigt die Differenz E der Höhe zwischen der Bodenfläche des ersten Behälters 109 und der Bodenfläche des zweiten Behälters 110 dazu zu variieren.
Die Fig. 8A ist eine Darstellung, welche die Anordnung und den Vorgang zum Befestigen des Gehäuses 108 an der stationären Vorrichtung 113 zeigt. In den Fig. 8A und 8B der Anordnung der stationären Vorrichtung 113 ist die Anordnung zum Halten der Seitenfläche des Gehäuses 108 weggelassen. Wie Fig. 8A zeigt, ist die sta­ tionäre Vorrichtung 113 mit einem feststehenden Teil 114 zum Tragen der Bodenfläche des ersten Behälters 109 und einem bewegbaren Teil 115 zum Tragen der Bodenfläche des zweiten Behälters 110 ausgestattet. Das feststehende Teil 114 und das bewegbare Teil 115 bilden die Aufnahmefläche der stationären Vorrichtung 113 in der vor­ liegenden Ausführungsform. Zwischen dem bewegbaren Teil 115 und einem Tisch 12 ist weiterhin eine Feder 116 oder ein elastisches Teil angeordnet.
Das bewegbare Teil 115 ist mit einer nach unten gerichteten geneigten Fläche 115a ausgestaltet (die abfallende Fläche steht senkrecht zur Zeichenebene in den Fig. 8A und 8B). Ein Keilstück 117 ist ferner auf der linken Seite der schrägen Fläche 115a angeordnet. Das Keilstück 117 kann durch den Betrieb eines mit dem Keilstück 117 verbundenen Zylinders 118 an die schräge Fläche 115a angelegt sowie von dieser getrennt werden.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der stationären Vorrichtung 113 beschrieben. Wie in den Fig. 8A und 8B gezeigt ist, wird das Keilstück 117 von der schrägen Fläche 115a getrennt, wenn das Gehäuse 108 an der stationären Vorrichtung 113 befestigt ist. Wenn das Gehäuse 108 durch die stationäre Vorrichtung 113 gehalten wird, wird die Feder 116 verformt, um Schwankungen einer Größe E aufzufangen, hierbei wird die Bodenfläche des ersten Behälters 109 mit dem befestigten Teil 114 in Kontakt gebracht und die Bodenfläche des zweiten Behälters 110 in engen Kontakt mit dem bewegbaren Teil 115 gebracht. Das elastische Teil muß keine Feder sein, sondern kann jedes Teil sein, welches in der Lage ist, in dem Maße verformt zu werden, um Schwankungen der Größe E abfangen zu können.
Wenn die Behälter 109 und 110 in Kontakt mit dem feststehenden Teil 114 bzw. dem bewegbaren Teil 115 gebracht werden, wird der Zylinder 118 bedient. Wie in Fig. 8B gezeigt ist, wird das Keilstück 117 hierdurch nach rechts bewegt und an die schräge Fläche 115a angelegt. Vorzugsweise wird die auf den Zylinder 118 aufgebrachte Kraft klein genug gehalten, um das bewegbare Teil 115 nicht anzuheben, wenn das Keilstück 117 an der schrägen Fläche 115a anliegt. Auf diese Weise wird das Keilstück 117 an der stationären Vorrichtung 113 durch eine Sperraste (nicht gezeigt) befestigt, und das be­ wegbare Teil 115 wird in einen nicht bewegbaren Zustand gebracht, wenn das Keilstück 117 an der schrägen Fläche 115a anliegt. Entsprechend des Vorgehens der ersten Aus­ führungsform werden dann die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 zum Schwingen ge­ bracht, geschmolzen und miteinander verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird die auf den zweiten Behälter 110 aufgebrachte Druckkraft nicht verringert, obwohl das Gehäuse 108 nach oben gedrückt wird, da sich das bewegbare Teil 115 im nicht bewegbaren Zustand befindet.
Mit der zuvor genannten Anordnung und Funktionsweise ist es möglich, dieselbe Wirkung wie in der ersten Ausführungsform zu erzielen. Zusätzlich ist es möglich, die auf die Kontaktflächen aufgebrachte Druckkraft gleichförmig zu gestalten, wenn die Druckflächen ins Schwingen gebracht werden, selbst wenn Schwankungen in der Größe E an der Bodenflächenseite des an der stationären Vorrichtung 113 befestigtem Gehäuse 108 auftreten. Es ist daher möglich, zu verhindern, daß Schwankungen während der Erwärmung der Harzmaterialien an den Kontaktflächen auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, einen Teil zu erhalten, in welchem die Abdeckung 7 und das Gehäuse 108 im stabilen Verbindungszustand verbunden sind.
Dritte Ausführungsform
Basierend auf der Zeichnung wird als nächstes eine dritte Ausführungsform be­ schrieben. In einer dritten Ausführungsform unterscheidet sich die Form des Rippen- bzw. Stufenabschnitts eines Gehäuses, welches ein Harzteil ist, von der aus der ersten Ausführungsform. Teile in der dritten Ausführungsform, welche dieselben sind wie jene der ersten Ausführungsform, werden durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, so daß die Beschreibung dieser selben Teile weggelassen wird.
Die Fig. 9A und 9B sind Darstellungen, welche eine schematische Anordnung eines zum Schwingen zu bringenden, zu schmelzenden und zu verbindenden Harzteiles in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Fig. 9A ist eine per­ spektivische Ansicht einer Abdeckung 7 und eines Gehäuses 208, wobei es sich bei bei­ den um Harzteile handelt, und Fig. 9B zeigt die Form eines Hauptabschnitts F der Fig. 9A. Wie in der Fig. 9A gezeigt wird, ist ein polygonaler Stufenabschnitt 281 (quadra­ tisch in dieser Ausführungsform) auf der Oberseite des Gehäuses 208 ausgebildet, und wenn der Stufenabschnitt 281 zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wird, werden die Oberfläche des Stufenabschnitts und der hierzu gegenüberliegende äußere Umfangsabschnitt der Unterseite der Abdeckung 7 zu den entsprechenden Kon­ taktflächen 282 und 71.
Fig. 9B ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines in der Fig. 9A ge­ zeigten Abschnitts F, in welcher alles bis auf den Stufenabschnitt 281 weggelassen ist. Wie in Fig. 9B gezeigt ist, unterscheidet sich ein Eckabschnitt 911 bezogen auf die Kontaktfläche 282 von einem geraden Abschnitt 912 in der Höhe, d. h. die Kontaktflä­ che 282 ist abgestuft. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Höhe H1 der Kon­ taktfläche 282a des Eckabschnitts 911 auf 2,2 mm festgesetzt, und die Höhe H2 der Kontaktfläche 282b des geraden Abschnitts 912 ist auf 2,5 mm festgelegt.
Wenn der Stufenabschnitt 281 derart ausgebildet ist, daß die Höhe H1 gleich der Höhe H2 ist, ist eine Steifigkeit gegenüber dem Schwingen in der horizontalen Richtung im geraden Abschnitt 912 niedriger als im Eckabschnitt 911. Der gerade Abschnitt 912 neigt dann dazu, sich synchron mit der Schwingbewegung zu bewegen und sich zu wöl­ ben bzw. auszulenken, wenn der gerade Abschnitt 912 mit einer niedrigen Steifigkeit zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wird und erzeugt dadurch eine geringere Menge an Reibungswärme als der Eckabschnitt 911. Dies führt zu einem nicht gleichförmigen Erwärmungszustand im Stufenabschnitt 281.
Es ist wie oben beschrieben möglich, die Erwärmung im geraden Abschnitt 912 mit der niedrigeren Steifigkeit vor dem Eckabschnitt 911 zu beginnen, um Schwankun­ gen im Erwärmungszustand der jeweiligen Abschnitte des Stufenabschnitts 281 zu ver­ ringern, indem die Höhe H1 in bezug auf die Höhe H2 verringert wird, oder anders aus­ gedrückt, durch das Ausbilden der Kontaktfläche 282b des geraden Abschnitts 912 mit einer geringeren Steifigkeit derart, um über die Kontaktfläche 282a des Eckabschnitts 911, welcher eine höhere Steifigkeit aufweist, hervorzustehen, wenn der Stufenabschnitt 281 zum Schwingen gebracht, geschmolzen und verbunden wird. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein Verbundteil zu erhalten, bei welchem die Abdeckung 7 und das Gehäuse 208 geschmolzen und miteinander in einem stabilen Zustand verbunden sind.
Andere Ausführungsformen
In den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen wird, wenn der Vor­ gang des zum Schwingen, Bringens, Schmelzens und Verbindens durchgeführt wird, die Druckkraftsteuerung wie in Fig. 4 in den Schritten S1 und S2 gezeigt, durchgeführt, wobei, nachdem der Druckvorgang gestartet wird, die auf die Kontaktfläche aufge­ brachte Druckkraft plötzlich bzw. schnell auf den vorbestimmten Wert und danach kon­ tinuierlich allmählich erhöht wird. Der Schwingkörper 5 kann jedoch auch wie folgt gesteuert werden: Die Druckkraft wird auf die durch die unterbrochene Linie D in der Fig. 5 gezeigten Art und Weise gesteuert; wenn dann das Schwingen begonnen wird, wird die Bewegungsgeschwindigkeit während des Schwingens der Kontaktflächen schnell bzw. plötzlich auf ein vorbestimmtes oberes Limit erhöht, und dann wird die Bewegungsgeschwindigkeit allmählich gesenkt.
Nachdem das Schwingen gestartet wurde, wird gemäß dieser Steuerung die Be­ wegungsgeschwindigkeit plötzlich auf ein vorbestimmtes oberes Limit erhöht, um die Wärmebildung zum Schmelzen der Harzmaterialien an den Kontaktflächen zu beschleu­ nigen. Nachdem die Harzmaterialien an den Kontaktflächen der Abdeckung und des Gehäuses Wärme entwickeln und schmelzen, ist es möglich, durch allmähliches Verrin­ gern der Bewegungsgeschwindigkeit die Wärmemenge zu verringern und die Harz­ materialien an den Kontaktflächen vor übermäßiger Erwärmung sowie Zersetzung zu bewahren. Durch das Verfestigen der Harzmaterialien vor einer Beschädigung bzw. Qualitätsverminderung während des Schmelzzustandes ist es möglich, ein Verbundteil zu erhalten, in welchem die Harzteile in stabilem Zustand verbunden sind.
Wie das Verfahren zum allmählichen Reduzieren der Bewegungsgeschwindigkeit kann es ein Verfahren zum allmählichen Reduzieren der Schwingungsamplitude über die Zeit geben, wie in Fig. 10A schematisch gezeigt ist, sowie ein Verfahren zum all­ mählichen Reduzieren einer Schwingungsfrequenz über die Zeit, wie in der Fig. 10B schematisch dargestellt ist. Ferner kann ein Verfahren verwendet werden, welches so­ wohl die Amplitude als auch die Schwingungsenergie über die Zeit verringert.
In dem Fall, in welchem die Bewegungsgeschwindigkeit verringert wird, ist es vorteilhaft, daß die Bewegungsgeschwindigkeit zwischen 10% und 15% für etwa 15 Sekunden verringert wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, daß durch das Einstellen der Druckkraft und der Vibrationsfrequenz auf konstante Werte von 0,29 MPa bzw. 200 H2 und durch das Verringern der Rüttelamplitude von 0,52 mm auf 0,45 mm über 15 Sekunden, die Teile geeignet verbunden und geschmolzen werden konnten. Die Steuerung der Druckkraft und die Steuerung der Bewegungsgeschwindig­ keit können ferner gleichzeitig durchgeführt werden.
In dem Fall, in welchem nach Beginn des Druckvorganges die auf die Kontaktflä­ chen aufgebrachte Druckkraft plötzlich auf den vorbestimmten Wert P1 erhöht wird, wird sie dann kontinuierlich allmählich erhöht. Zusätzlich zu diesem Verfahren zum Erhöhen der Druckkraft auf das obere Limit P2, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, können verschiedene Verfahren verwendet werden.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, kann, nachdem die Druckkraft plötzlich auf den vorbe­ stimmten Wert P1 erhöht ist, das Halten und Erhöhen der Druckkraft abwechselnd durchgeführt werden, dabei wird die Druckkraft allmählich erhöht. Auch durch dieses Verfahren ist es möglich, die Druckkraft von einem vorbestimmten Wert P1 allmählich auf das obere Limit P2 der Druckkraft zu erhöhen. Wenn die Druckkraft dann kontinu­ ierlich allmählich bis zum Zeitpunkt t2 erhöht wird, an welchem der Schwingvorgang beendet wird, wird die Druckkraft, wie in der Fig. 5 und der Fig. 14 gezeigt ist, während der Zeitspanne allmählich erhöht, in welcher das Schwingen durchgeführt wird. Dies ist vorzuziehen, da es ermöglicht, die Harzteile davor zu bewahren, durch die beim Schwingen erzeugte Wärme übermäßig erwärmt zu werden.
Hierbei ist es bei der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform nicht nötig, die Zeit­ dauer vorzusehen, in welcher die Druckkraft gehalten wird, sowie die Zeitdauer, in wel­ cher die Druckkraft in konstanten Intervallen erhöht wird. Das heißt, daß es nicht nötig ist, den Anstiegsgradienten der Druckkraft konstant zu halten, sondern daß der steigende Gradient der Druckkraft in der Mitte der Zunahme der Druckkraft durch eine willkürli­ che Kombination der Haltedauer und der Erhöhungsdauer variiert werden kann.
Die Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform, in welcher die Druckkraft kontinuierlich erhöht wird und der Gradient der Zunahme verändert wird. Entsprechend der Ausfüh­ rungsform in Fig. 15 wird die Druckkraft plötzlich auf den vorbestimmten Wert P1 er­ höht und dann gemäß dem ersten Anstiegsgradienten a1, welcher kleiner ist als der An­ stiegsgradient der Druckkraft vor dem vorbestimmten Wert P1, erhöht. Nachdem eine vorbestimmte Zeit (t3-t1) verstrichen ist, wird die Druckkraft dann mit dem zweiten Anstiegsgradienten a2 erhöht, wobei der Gradient a2 kleiner ist als der erste Anstiegs­ gradient a1.
Wird die Druckkraft jedoch ohne Limit erhöht, dann wird die Druckkraft so über­ mäßig hoch, daß sie das Harzmaterial von den Kontaktflächen herausdrückt, bevor das Harzmaterial ausreichend erwärmt ist; dies macht es unmöglich, einen akzeptablen Ver­ bindungszustand zu erzeugen. Es ist daher nötig, die Druckkraft davon abzuhalten, sich über den Bereich hinaus zu erhöhen, in welchem das Harzmaterial ausreichend erwärmt ist. Durch Sicherstellen, daß sich das obere Limit der Druckkraft innerhalb eines Be­ reich oder an oder unter einem Limit befindet, wo das Harzmaterial ausreichend er­ wärmt wird, ist es aus diesem Grunde wirkungsvoll möglich, eine gute Verbindung zu erzeugen. Dies wird durch Festsetzen eines oberen Limits P2 für die Druckkraft erreicht, und nachdem die Druckkraft das obere Limit P2 der Druckkraft erreicht, wird die Druckkraft auf dem konstanten Wert von P2 gehalten.
In den entsprechenden, oben beschriebenen Ausführungsformen überwacht die Steuerungseinheit 100 die Schmelzmenge der Abdeckung und des Gehäuses auf der Grundlage eines Signals vom Spaltsensor 15 während des Vorganges des zum Schwin­ gen, Bringens, Schmelzens und Verbindens. Die Steuerungseinheit 100 bestimmt, ob die Schmelzmenge mit der Zeit zunimmt oder nicht, und ob der Zustand des Schmelzens und Verbindens gut ist oder nicht, anhand der Frage, ob sich die Schmelzmenge inner­ halb eines durch die oberen und unteren Limits U und J bestimmten Bereichs befindet, welche mit der Zeit zunehmen oder nicht. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann die Steue­ rungseinheit 100 jedoch anhand der Frage, ob die Zielschmelzmenge innerhalb der vor­ bestimmten Zeitspanne erzielt wird oder nicht, bestimmen, ob der Zustand des Schmel­ zens und Verbindens ein guter ist oder nicht.
In dem Fall, in welchem die Zielschmelzmenge in einer kürzeren Zeit als der vor­ bestimmten Zeitspanne erzielt wird, ist die Schmelzmenge pro Zeiteinheit zu groß. In einem solchen Fall besteht die Möglichkeit, daß das noch ausreichend zu erwärmende und schmelzende Harzmaterial an den Kontaktflächen von den Kontaktflächen heraus­ gedrückt wird, und daß kein guter Zustand des Schmelzens und Verbindens erzielt wird, selbst wenn das Harzmaterial abgekühlt und verfestigt ist. Andererseits ist die Schmelzmenge pro Zeit in dem Fall zu klein, in welchem die Zielschmelzmenge nach einer längeren Zeit als der vorbestimmten Zeitspanne erzielt wird. In einem solchen Fall besteht die Möglichkeit, daß das Harzmaterial an den Kontaktflächen übermäßig er­ wärmt und zersetzt wird, und daß kein guter Zustand des Schmelzens und Verbindens erzielt wird, selbst wenn das Harzmaterial abgekühlt und verfestigt ist.
In den entsprechenden, oben beschriebenen Ausführungsformen überwacht die Steuerungseinheit 100 die Schmelzmenge der Abdeckung und des Gehäuses auch auf der Grundlage des Signals von Spaltsensor 15 während des Vorganges des Schwingens, Schmelzens und Verbindens und bestimmt, ob der Zustand des Schmelzens und Ver­ bindens ein guter ist oder nicht. Die Steuerungseinheit 100 kann jedoch beispielsweise eine Rückkoppelungssteuerung gemäß einer allgemein üblichen, in der Fig. 12 gezeig­ ten Steuerung durchführen, in welcher die Druckkraft gemäß einer Schmelzmenge rück­ gekoppelt gesteuert ist.
Wie in der Fig. 12 gezeigt ist, kann die folgende Steuerung durchgeführt werden:
Nachdem die Druckkraft plötzlich erhöht und der Schwingkörper 5 ins Schwingen ge­ bracht wird (Schritt S1), findet eine Druckkraftsteuerung entsprechend der Schmelz­ menge statt. Das heißt, daß eine Steuerung der Druckkraft, in welcher sich der Spalt L zwischen dem Spaltsensor und dem Tisch stets innerhalb des in der Fig. 6 gezeigten Bereichs MS bewegt, ausgeführt wird, bis das Schmelzen der vorbestimmten Menge von Harzmaterial abgeschlossen ist (Schritte S11 und S12), und dann wird dieselbe Steuerung wie die Steuerung in den entsprechenden Ausführungsformen ausgeführt (Schritte S3 und S4).
Während die Abdeckung 7 mit der Mehrzahl von halbkugelförmigen Vorsprüngen 72 an der äußeren Umfangsfläche hiervon in den entsprechenden, oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestattet ist, sind die Vorsprünge nicht auf diesen Typ der Vor­ sprünge beschränkt, sondern können ein Teil sein, welches leicht verformt ist, um die Abdeckung 7 mittels der Seitenflächen des Halteabschnitts 6a sicher zu halten, wenn die Abdeckung 7 in den Halteabschnitt 6a hineingedrückt wird. Die Vorsprünge sollten in der Lage sein, Schwingungsenergie der Schwingvorrichtung 6 auf geeignete Weise auf die Abdeckung 7 zu übertragen, wenn die Abdeckung 7 und das Gehäuse 8 zum Schwingen gebracht, geschmolzen und miteinander verbunden werden. Zusätzlich ist es vorzuziehen, daß das Teil das Verbundteil nach Abschluß des Vorganges des zum Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbindens vom Halteabschnitt 6a trennen kann.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, kann das Teil beispielsweise ein spitz zulaufender Vor­ sprung 73 sein, welcher an der äußeren Umfangsfläche der Abdeckung 7 ausgebildet ist. Der Vorsprung 73 kann kontinuierlich oder diskontinuierlich auf dem gesamten Umfang der äußeren Umfangsfläche ausgebildet sein.
Weiterhin wird die Steifigkeit eines jeden Abschnitts des Stufenabschnitts 81 durch Verändern der Dicke der Stufe zwischen dem Eckabschnitt 811 und dem geraden Abschnitt 812 des Stufenabschnitts 81 nahezu konstant ausgebildet, um Schwankungen im Erwärmungszustand des Stufenabschnitts 81 zu verringern. In der oben be­ schriebenen dritten Ausführungsform ist ein Unterschied im zeitlichen Beginn der Wärmeerzeugung zwischen den beiden Abschnitten durch Verändern der Höhe der Kontaktflächen zwischen dem Eckabschnitt 911 und dem geraden Abschnitt 912 des Stufenabschnitts 281 vorgesehen, um die Schwankungen bzw. Unterschiede im Erwär­ mungszustand des Stufenabschnitts 281 zu verringern. Die Änderung in der Dicke des Stufenabschnitts und die Änderung in der Höhe der Kontaktflächen können jedoch auch geeignet kombiniert werden, um die Schwankung im Erwärmungszustand des Stufenab­ schnitts zu reduzieren.
Die tatsächlichen numerischen Werte wie etwa 1,2 mm, 0,28 MPa und derglei­ chen sind in den entsprechenden, oben beschriebenen Ausführungsformen Beispiele, und sie können entsprechend der Form und dem Material der Harzteile, verschiedenen Eigenschaften der Maschine zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden und dergleichen geeignet festgesetzt werden. Es handelt sich nicht notwendigerweise um absolute, oder erforderliche Werte.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich exemplarischer Natur, und Änderun­ gen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, sollen sich innerhalb des Schutzumfanges bewegen. Solche Änderungen sollen nicht als ein Abweichen vom Geist und dem Rahmen der Erfindung angesehen werden.

Claims (19)

1. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei, nach einem anfänglichen Aufbringen der Druckkraft, die Druck­ kraft abrupt auf einen voreingestellten Wert (P1) und dann allmählich erhöht wird.
2. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 1, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich erhöht wird, bis das Schwingen der Kontaktflächen (71, 82) beendet ist.
3. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 1, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich von einem voreingestellten Wert (P1) in einen Bereich erhöht wird, der ein voreingestelltes oberes Limit (P2) für die Druckkraft nicht übersteigt.
4. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 2, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich von einem voreingestellten (P1) in einen Bereich erhöht wird, der das voreingestellte obere Limit (P2) der Druckkraft nicht übersteigt.
5. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 1, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich erhöht wird durch eine Kombination einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft auf einem konstanten Wert gehalten wird, mit einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft erhöht wird.
6. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 2, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich erhöht wird durch eine Kombination einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft auf einem konstanten Wert gehalten wird, mit einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft erhöht wird.
7. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 3, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich erhöht wird durch eine Kombination einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft auf einen konstanten Wert gehalten wird, mit einer Zeitspanne, in wel­ cher die Druckkraft erhöht wird.
8. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 4, wobei die Druckkraft kontinuierlich all­ mählich erhöht wird durch eine Kombination einer Zeitspanne, in welcher die Druckkraft auf einen konstanten Wert gehalten wird, mit einer Zeitspanne, in wel­ cher die Druckkraft erhöht wird.
9. Verfahren zum ins Schwingen, Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei nach Beginn des ins Schwingen, Bringens der Kontaktflächen (71, 82) eine Bewegungsgeschwindigkeit, wenn die Kontaktflächen (71, 82) schwin­ gen, abrupt auf ein vorbestimmtes Limit erhöht wird und dann die Bewegungsge­ schwindigkeit allmählich abgesenkt wird.
10. Verfahren zum ins Schwingen, Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei die Position des ersten Harzteiles (8) der beiden Harzteile (7, 8) anhand einer Schmelzmenge (M) der Harzteile (7, 8) an den Kontaktflächen (71, 82) in bezug auf das zweite Harzteil (7) der beiden Harzteile (7, 8) gemessen wird, wobei eine Bestimmung durchgeführt wird, ob die Schmelzmenge (M) mit der Zeit zunimmt oder nicht, und wobei auf einer Basis des Ergebnisses dieser Be­ stimmung eine zweite Bestimmung durchgeführt wird, ob ein Zustand des Schmelzens und Verbindens der Harzteile (7, 8) gut ist oder nicht.
11. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 10, wobei das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmung erzielt wird, ob sich die Schmelzmenge (M) innerhalb ei­ nes durch das obere und das untere Limit (U, J) festgelegten Bereichs (MS) befin­ det, wobei sich beide mit der Zeit erhöhen.
12. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 10, wobei das Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmung erzielt wird, ob eine angestrebte Schmelzmenge innerhalb einer vorbestimmten Zeit erhalten wird oder nicht.
13. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei ein erstes Harzteil (7) der wenigstens zwei Harzteile (7, 8) einen Vorsprung (72) an seiner äußeren Umfangsfläche aufweist, wobei das erste Harz­ teil (7) in den Halteabschnitt (6a) einer Schwingvorrichtung (6) zur Befestigung an der Schwingvorrichtung (6) gedrückt wird, und wobei die Schwingvorrichtung (6) in diesem Zustand ins Schwingen versetzt wird, um die Kontaktflächen (71, 82) zum Schwingen zu bringen.
14. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei in einem Zustand, in welchem das erste Harzteil (7) an einer Schwingvorrichtung (6) und das zweite Harzteil (8) an einer stationären Vorrich­ tung (13) befestigt ist, die Schwingvorrichtung (6) ins Schwingen versetzt wird, um die Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen zu versetzen, und wobei die statio­ näre Vorrichtung (13) Aufnahmeflächen (114, 115) entsprechend einer Form des zweiten Harzteiles (108) hat und die auf die Kontaktflächen (71, 82) aufgebrachte Druckkraft gleichförmig macht, wenn die Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen versetzt werden.
15. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 14, wobei die Aufnahmeflächen (114, 115) ein bewegliches Teil (115a) aufweisen, das entsprechend einer Form des zweiten Harzteiles (108) bewegt wird, und in einem nicht bewegbaren Zustand festgelegt wird, wenn die Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen versetzt werden.
16. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei die Kontaktfläche (82) derart ausgebildet ist, daß sie eine Steifig­ keit eines ersten Harzteiles der wenigstens zwei Harzteile (7, 8) in jedem Ab­ schnitt der Kontaktfläche (82) annähernd gleichförmig gestaltet.
17. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 13, wobei eine Dicke des Harzteiles an ei­ nem Eckabschnitt (811) dünner ausgebildet ist als eine Dicke des Harzteiles an ei­ nem geraden Abschnitt (812), wenn die Kontaktfläche (82) eine polygonale Form hat, um eine Steifigkeit des Harzteiles an jedem Abschnitt der Kontaktfläche (82) annähernd gleichförmig zu gestalten.
18. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen nach Anspruch 13, wobei in einem Zustand, in welchem das erste Harzteil (7) an einer Schwingvorrichtung (6) und das zweite Harzteil (8) an einer stationären Vorrichtung (13) befestigt ist, die Schwingvorrichtung (6) ins Schwingen versetzt wird, um die Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen zu ver­ setzen, wobei das zweite Harzteil (8) einen polygonalen Stufenabschnitt (81) auf­ weist, dessen Oberfläche die Kontaktfläche (82) darstellt, und eine Dicke (W1) ei­ nes Stufenabschnitts (81) an seinem Eckabschnitt (811) dünner ausgestaltet ist als eine Dicke (W2) des Stufenabschnitts (81) an einem geraden Abschnitt (812), um eine Steifigkeit des zweiten Harzteiles (8) in jedem Abschnitt der Kontaktfläche (82) nahezu gleichförmig zu gestalten.
19. Verfahren zum ins Schwingen Bringen, Schmelzen und Verbinden von wenig­ stens zwei Harzteilen (7, 8) bei dem wenigstens zwei Harzteile (7, 8) aneinander gelegt und ihre Kontaktflächen (71, 82) ins Schwingen gebracht werden, während eine Druckkraft auf sie aufgebracht wird, wobei das zweite Harzteil (208) eine Stufe an einer Kontaktfläche (282) hat, und wobei ein Abschnitt (912) mit einer höheren Steifigkeit an der Kontakt­ fläche (282) des zweiten Harzteiles über einen Abschnitt (911) mit einer niedrige­ ren Steifigkeit an der Kontaktfläche (282) des zweiten Harzteiles hervorsteht.
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