DE112021006015T5 - Schweissschablonenvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Realisierung eines angemessenen Schweißens.Die Schweißschablonenvorrichtung umfasst eine Schablone einer Seite, eine Schablone einer anderen Seite und eine Schablonenklammer. Die Schablone der einen Seite weist eine Verbindungsfläche der einen Seite auf, die an einer Fläche von auf der Vorderseite bei einer Mehrzahl von aufgeschichteten Werkstücken freiliegenden Flächen anliegt. Eine Schablone der anderen Seite (20) weist eine Verbindungsfläche der anderen Seite auf, die an einer anderen Fläche von den auf der Vorderseite bei der Mehrzahl von Werkstücken freiliegenden Flächen anliegt. Bei zumindest entweder der Schablone der einen Seite oder der Schablone der anderen Seite ist eine Öffnung vorgesehen, die gewünschten Schweißstellen bei einer Mehrzahl von Werkstücken (W) entspricht. Die Schablonenklammer spannt die Schablone der einen Seite und die Schablone der anderen Seite zusammen mit der Mehrzahl von Werkstücken aus einer Aufschichtungsrichtung der Mehrzahl von Werkstücken ein.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißschablonenvorrichtung.
  • [Hintergrundtechnologie]
  • Herkömmlich ist ein Bauteil bekannt, das wie beispielsweise bei einem Brennstoffzellelement als Bauteil für eine Brennstoffzelle dadurch gebildet wird, dass eine Mehrzahl von plattenförmigen Komponenten aus Metall durch Schweißen verbunden werden (im Folgenden auch einfach als „Bauteil“ bezeichnet). Bei einem Bauteil wie einem Brennstoffzellelement wird nicht nur die Verbindung von Komponenten, sondern auch ein Umlaufkanal für Reaktionsgas im Inneren des Bauteils durch Schweißen gebildet. Zur Sicherstellung der Luftdichte wird dieser Umlaufkanal durch Schweißen entlang der Umgebung von Durchgangslöchern, die in den Komponenten vorgesehen sind, als geschlossener Kreislauf gebildet.
  • Als Technik zum Schweißen eines Bauteils wie vorstehend beschrieben, bei dem durch Schweißen einer Mehrzahl von Komponenten aus Metall ein geschlossener Kreislauf gebildet wird, ist u. a. eine Schweißschablonenvorrichtung oder ein Herstellungsverfahren für Bauteile im Zusammenhang mit Brennstoffzellen bekannt (vgl. z. B. Patentdokumente 1 und 2). In Patentdokumenten 1 und 2 ist eine Schweißschablonenvorrichtung offenbart, bei der zur Bestimmung von Schweißstellen Öffnungen vorgesehen sind, die den Schweißstellen entsprechen.
  • [Zitatliste]
  • [Patentdokumente]
    • [Patentdokument 1] Patentveröffentlichung Nr. JP 2014-194876
    • [Patentdokument 2] Patentveröffentlichung Nr. JP 2011-161450
  • [Übersicht über die Erfindung]
  • [Technische Aufgabe]
  • Das Schweißen von plattenförmigen Komponenten, die ein Brennstoffzellelement aufbauen (im Folgenden als „Werkstück“ bezeichnet) erfolgt z. B. durch folgende Abfolge. Zunächst werden die Werkstücke aufgeschichtet und mittels einer Schablone eingespannt. Die Werkstücke werden durch die Schablone dicht zusammengehalten durch das Bestrahlen mit einem Laserstrahl durch einen Schlitz, der in der Schablone vorgesehen ist, geschweißt.
  • Bei herkömmlichen Schweißschablonenvorrichtungen konnte es jedoch vorkommen, dass zwischen den Werkstücken durch ein beim Schweißen auftretendes Verschieben der Werkstücke eine Lücke entsteht, wenn die Kraft, mit der mit der Schablone die Werkstücke aufgeschichtet sind, unzureichend ist. Deshalb ist bei einer Schablonenvorrichtung, die zum Schweißen von plattenförmigen Werkstücken verwendet wird, eine weitere Verbesserung erforderlich, um ein angemessenes Schweißen zu realisieren.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der vorstehenden Aufgabe, und deren Ziel liegt in der Bereitstellung einer Schweißschablonenvorrichtung, durch die ein angemessenes Schweißen realisiert werden kann.
  • [Mittel zum Lösen der Aufgabe]
  • Um dieses Ziel zu erreichen, handelt es sich bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung um eine Schablonenvorrichtung, die zum Schweißen eines durch Aufschichten und Schweißen einer Mehrzahl von Komponenten gebildeten Bauteils verwendet wird, umfassend eine Schablone einer Seite, die eine Verbindungsfläche einer Seite aufweist, die an einer Fläche von auf einer Vorderseite freiliegenden Flächen bei der aufgeschichteten Mehrzahl von Komponenten anliegt, eine Schablone einer anderen Seite, die eine Verbindungsfläche einer anderen Seite aufweist, die an einer anderen Fläche von auf der Vorderseite freiliegenden Flächen bei der Mehrzahl von Komponenten anliegt, und eine Schablonenklammer zum Einspannen der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite zusammen mit der Mehrzahl von Komponenten aus einer Aufschichtungsrichtung der Mehrzahl von Komponenten, wobei zumindest entweder in der Schablone der einen Seite oder der Schablone der anderen Seite eine Öffnung vorgesehen ist, die gewünschten Schweißstellen beim Bauteil entspricht.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Schablonenklammer eine Klammerkomponente der einen Seite, die an der Fläche der Vorderseite der Schablone der einen Seite anliegt, und eine Klammerkomponente der anderen Seite, die an der Fläche der Vorderseite der Schablone der anderen Seite anliegt.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind auf der Außenumfangsseite der Mehrzahl von Komponenten in der Flächenrichtung Druckbeaufschlagungssektionen vorgesehen, um die Schablone der einen Seite und die Schablone der anderen Seite ausgehend von der Vorderseite zur Aufschichtungsrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Abstandhalter umfasst, die an den Positionen der Druckbeaufschlagungssektionen in der Flächenrichtung und zwischen der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite in der Aufschichtungsrichtung vorgesehen sind.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht bei der Schablone der einen Seite die Öffnung der einen Seite einem Teil von den gewünschten Schweißstellen beim Bauteil, und die Schablone der anderen Seite weist die Öffnung der anderen Seite auf, die dem Abschnitt entspricht, welcher von den gewünschten Schweißstellen beim Bauteil der Öffnung der einen Seite nicht entspricht.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden die gewünschten Schweißstellen, die durch die Öffnung der einen Seite und die Öffnung der anderen Seite gebildet werden, einen ringförmigen geschlossenen Kanal.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Schablonenklammer an einer Position, an der zumindest eine von der Öffnung der einen Seite und der Öffnung der anderen Seite nicht vorgesehen ist, an der Fläche der Vorderseite der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite an.
  • [Effekte der Erfindung]
  • Nach der Schweißschablonenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein angemessenes Schweißen realisiert werden.
  • [Kurze Erläuterung der Figuren]
    • [1] 1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines schematischen Aufbaus einer Schweißschablonenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [4] 4 ist eine Unterseitenansicht der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [5] 5 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [6] 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht der in 5 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [7] 7 ist eine Draufsicht auf eine Schablone einer Seite der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [8] 8 ist eine Draufsicht auf eine Schablone einer anderen Seite der in 1 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [9] 9 ist ein Querschnitt entlang A-A der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite der in 3 gezeigten Schweißschablonenvorrichtung.
    • [10] 10 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus eines Bauteils, das durch die in 1 gezeigte Schweißschablonenvorrichtung hergestellt wird.
    • [11] 11 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus einer Schweißschablonenvorrichtung eines Referenzbeispiels.
  • [Formen zur Ausführung der Erfindung]
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf den Figuren erläutert.
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf den Figuren erläutert. Bei der folgenden Ausführungsform wird ein Beispiel erläutert, bei dem eine Schweißschablonenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Herstellungsverfahren eines Brennstoffzellelements als Beispiel eines Bauteils, das durch Aufschichten und Schweißen einer Mehrzahl von Komponenten aus Metall hergestellt wird, verwendet wird.
  • 1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines schematischen Aufbaus einer Schweißschablonenvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus der Schweißschablonenvorrichtung 1. 3 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus der Schweißschablonenvorrichtung 1. 4 ist eine Unterseitenansicht der Schweißschablonenvorrichtung 1. 5 ist eine Seitenansicht der Schweißschablonenvorrichtung 1. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Schweißschablonenvorrichtung 1. 7 ist eine Draufsicht auf eine Schablone 10 einer Seite der Schweißschablonenvorrichtung 1. 8 ist eine Draufsicht auf eine Schablone 20 einer anderen Seite der Schweißschablonenvorrichtung 1. 9 ist ein Querschnitt entlang A-A der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite der Schweißschablonenvorrichtung 1.
  • Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Erläuterung bei der in 3 bis 5 dargestellten Schweißschablonenvorrichtung 1 eine Richtung (Aufschichtungsrichtung), in der die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite oder die Mehrzahl von Komponenten aufgeschichtet sind, als z-Achsenrichtung gegeben. Die z-Achsenrichtung wird auch als Oben-Unten-Richtung bezeichnet. Ferner wird bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 von zur z-Achsenrichtung orthogonalen Richtungen eine Richtung entlang der Längskante der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite als x-Achsenrichtung gegeben. Die x-Achsenrichtung wird auch als Links-Rechts-Richtung bezeichnet. Außerdem wird bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 von den zur z-Richtung orthogonalen Richtungen eine Richtung entlang der Querkante der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite (zur x-Achsenrichtung orthogonale Richtung) als y-Richtung gegeben. Die y-Achsenrichtung wird auch als Vorne-Hinten-Richtung bezeichnet. Bei der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite wird eine Fläche, zu der die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite einander zugewandt sind, als Rückseite und eine Fläche der entgegengesetzten Seite als Oberfläche gegeben. In 1, 3 und 5 ist die Oberfläche der Schablone 10 der einen Seite nach oben gerichtet. Ferner ist in 1, 3 und 5 die Oberfläche der Schablone 20 der anderen Seite nach unten gerichtet. Werden bei der folgenden Erläuterung eine Positionsbeziehung und eine Richtung der jeweiligen Bestandteile als rechts, links, vorne, hinten, oben, unten erläutert, handelt es sich ausdrücklich um eine Darstellung der Positionsbeziehung und der Richtung in den Zeichnungen, wobei die Positionsbeziehung und die Richtung bei einer tatsächlichen Schweißschablonenvorrichtung nicht hierauf beschränkt sind.
  • Wie in 1 bis 6 gezeigt, wird die Schweißschablonenvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Schweißen eines Bauteils verwendet, das durch ein Aufschichten und Schweißen einer Mehrzahl von Komponenten (Werkstücke W) gebildet wird. Die Schweißschablonenvorrichtung 1 umfasst die Schablone 10 der einen Seite, die Schablone 20 der anderen Seite und eine Schablonenklammer 30. Wie in 6 gezeigt, weist die Schablone 10 der einen Seite eine Verbindungsfläche 12 der einen Seite auf, die an einer Fläche von auf der Vorderseite bei der Mehrzahl von aufgeschichteten Werkstücken W freiliegenden Flächen anliegt. Die Schablone 20 der anderen Seite weist eine Verbindungsfläche 22 der anderen Seite auf, die an einer anderen Fläche von den auf der Vorderseite bei der Mehrzahl von Werkstücken W freiliegenden Flächen anliegt. Bei zumindest entweder der Schablone 10 der einen Seite oder der Schablone 20 der anderen Seite ist eine Öffnung (Öffnung 13 der einen Seite, Öffnung 23 der anderen Seite) vorgesehen, die gewünschten Schweißstellen bei der Mehrzahl von Werkstücken W entspricht. Die Schablonenklammer 30 spannt die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite zusammen mit der Mehrzahl von Werkstücken W aus der Aufschichtungsrichtung (y-Achsenrichtung) der Mehrzahl von Werkstücken W ein. Im Folgenden wird die Schweißschablonenvorrichtung 1 konkret erläutert.
  • Wie in 1 bis 6 gezeigt, wird die Schweißschablonenvorrichtung 1 zum Herstellen eines Bauteils 5 verwendet, indem eine Mehrzahl von Werkstücken W aus Metall durch Schweißen miteinander verbunden werden.
  • 10 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus des Bauteils 5, das mittels der Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird. Wie in 10 gezeigt, umfasst das Bauteil 5, das mittels der Schweißschablonenvorrichtung 1 durch ein Verbinden der Mehrzahl von Werkstücken W hergestellt wurde, einen Bauteil-Hauptkörper 51, zu dem die Werkstücke W verbunden wurden, und eine durch die Dickenrichtung des Bauteil-Hauptkörpers 51 durchführende Öffnung 52. Ferner umfasst das Bauteil 5 Schweißstellen 53 als Stellen, an denen die Mehrzahl von Werkstücken W durch Schweißen miteinander verbunden sind. Die Schweißstellen 53 bilden beispielsweise einen ringförmigen geschlossenen Kanal.
  • Wie in 1 gezeigt, wird von einem Laser-Schweißgerät 2 ein Laserstrahl B auf zu verbindende Komponenten (Werkstücke) wie die Werkstücke W ausgestrahlt und dadurch werden die Komponenten geschweißt. Das Laser-Schweißgerät 2 umfasst eine YAG-Laser-Lichtquelle, die als Medium YAG (Yttrium Aluminium Garnet) verwendet. Das Laser-Schweißgerät 2 hat z. B. eine Leistung von etwa 500 W, und bestrahlt die Werkstücke W mit einem Laserstrahl im Infrarotbereich einer Wellenlänge von etwa 1070 nm. Das Laser-Schweißgerät 2 umfasst einen nicht dargestellten Laserlicht-Reflexionsspiegel wie einen Galvanometerspiegel als optisches Abtastsystem zum Abtasten auf dem Werkstück W mittels Laserstrahlen. Der Abtastbereich des Galvanometerspiegels, welchen das Laser-Schweißgerät 2 umfasst, ist z. B. ein Bereich von 180 mm × 180 mm in der xy-Ebene. Das Laser-Schweißgerät 2 ist derart aufgebaut, dass es sich mittels eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus entlang der Fläche der Werkstücke W in der xy-Ebene bewegen kann, damit es über die gesamten Werkstücke W einen Laserstrahl abstrahlen kann.
  • Das Laser-Schweißgerät 2 ist nicht auf den Aufbau des vorstehend erläuterten Laser-Schweißgeräts 2 beschränkt, und es kann für Herstellungsverfahren von Bauteilen, die durch verschiedene Schweißgeräte geschweißt werden, verwendet werden. Beispielsweise kann das Schweißgerät auch ein CO2-Laserschweißgerät sein.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Schweißschablonenvorrichtung 1 die Schablone 10 der einen Seite, die Schablone 20 der anderen Seite und die Schablonenklammer 30.
  • Die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite sind aus einem Metall oder einem Harz mit einer hervorragenden Haltbarkeit und Wärmebeständigkeit gegenüber UV-Laserstrahlen gebildet. Wie in 6 gezeigt, sind die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite derart verbunden, dass die Verbindungsfläche 12 der einen Seite und die Verbindungsfläche 22 der anderen Seite einander gegenüberliegen, und zwischen der Schablonenklammer 30 angeordnet. Die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite halten im Verwendungszustand die Mehrzahl von Werkstücken W als die zu schweißenden Objekte zwischen der Verbindungsfläche 12 der einen Seite und der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite übereinander. Wie in 3 und 4 gezeigt, sind bei der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite Positionierungsstifte 17 vorgesehen, durch welche die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite ineinander eingreifen, um im Verwendungszustand ein Verschieben der Position in die Links-Rechts-Richtung und die Vorne-Hinten-Richtung zu verhindern.
  • Als Nächstes wird basierend auf 7 bis 9 der konkrete Aufbau der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite erläutert.
  • Wie in 7 und 9 gezeigt, weist die Schablone 10 der einen Seite eine Form auf, durch die zusammen mit der Schablone 20 der anderen Seite die plattenförmigen Werkstücke W mit Ausnahme der Schweißstellen 53 bedeckt werden können. Die Schablone 10 der einen Seite umfasst einen Schablonen-Hauptkörper 11, die Verbindungsfläche 12 der einen Seite, die Öffnung 13 der einen Seite, eine Öffnung-Neigungsfläche 14, ein Durchlassloch 15 und einen Durchlassabschnitt 16.
  • Der Schablonen-Hauptkörper 11 bestimmt im Wesentlichen die Form der Schablone 10 der einen Seite. Der Schablonen-Hauptkörper 11 hat der Form der Werkstücke W, bei denen mittels der Schablone 10 der einen Seite ein Schweißen erfolgt, entsprechend im Wesentlichen eine plattenförmige Form. Die Verbindungsfläche 12 der einen Seite ist beim Schablonen-Hauptkörper 11 derart gebildet, dass sie an der Fläche, die auf der Vorderseite beim Werkstück W freiliegt, anliegen kann. Die Verbindungsfläche 12 der einen Seite ist beim Schablonen-Hauptkörper 11 derart gebildet, dass sie der Schablone 20 der anderen Seite gegenüberliegen kann. Die Verbindungsfläche 12 der einen Seite weist beispielsweise eine der Form der Werkstücke W entsprechende unebene Form auf.
  • Die Öffnung 13 der einen Seite ist ein Langloch, das beim Schablonen-Hauptkörper 11 in der Dickenrichtung (bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 die Aufschichtungsrichtung, z-Achsenrichtung), d. h. zwischen der Seite (Innenseite) der Verbindungsfläche 12 der einen Seite und einer Außenseitenfläche 18 der einen Seite als Fläche auf der dieser abgewandten Seite (Außenseite) durchführt. Die Öffnung 13 der einen Seite ist einem Teil von gewünschten Schweißstellen 53 beim Bauteil 5 entsprechend vorgesehen, das von der die Werkstücke W haltenden Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird. Die Öffnung 13 der einen Seite öffnet sich, wobei sich zur Außenseitenfläche 18 der einen Seite hin der Durchmesser vergrößert. Beim Schablonen-Hauptkörper 11 ist in der Umgebung der Öffnung 13 der einen Seite die Öffnung-Neigungsfläche 14 vorgesehen. Die Öffnung-Neigungsfläche 14 ist als eine Fläche gebildet, die im Querschnitt der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 11 zur z-Achse eine Neigung in einem bestimmten Winkel aufweist. Die Neigung der Öffnung-Neigungsfläche 14 ist derart vorgesehen, dass ein Laserstrahl, der vom Laser-Schweißgerät 2 ausgestrahlt wird, leichter über die Öffnung 13 der einen Seite in die Werkstücke W einfällt.
  • Das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 sind beim Schablonen-Hauptkörper 11 an Positionen vorgesehen, an denen die Öffnung 13 der einen Seite nicht vorgesehen ist. Anders ausgedrückt sind das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 von gewünschten Schweißstellen 53 bei einem Brennstoffzellelement, das von der die Werkstücke W haltenden Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird, der Position der Öffnung 23 der anderen Seite der Schablone 20 der anderen Seite entsprechend vorgesehen, die später erläutert wird. Das Durchlassloch 15 ist ein Langloch, das in der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 11 zwischen der Seite der Verbindungsfläche 12 der einen Seite (Innenseite) und der Außenseitenfläche 18 der einen Seite auf der dieser abgewandten Seite (Außenseite) durchführt. Ferner ist der Durchlassabschnitt 16 ein nutförmiges Langloch, das in der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 11 von der Seite der Verbindungsfläche 12 der einen Seite (Innenseite) zur Außenseitenfläche 18 der einen Seite gerichtet eine bestimmte Tiefe hat. Das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 sind u. a. an Positionen des Schablonen-Hauptkörpers 11, an denen die Öffnung 13 der einen Seite nicht vorgesehen ist, abwechselnd vorgesehen, sodass das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 an geeigneten Stellen vorgesehen sind. Das heißt, wenn das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 an Positionen vorgesehen sind, an denen die Öffnung 13 der einen Seite des Schablonen-Hauptkörpers 11 nicht vorgesehen ist, besteht keine Beschränkung hinsichtlich der konkreten Position der Vorsehung, des Verhältnisses der Flächen des Durchlasslochs 15 und des Durchlassabschnitts 16 usw. Ferner kann bei der Schablone 10 der einen Seite auch nur entweder das Durchlassloch 15 oder der Durchlassabschnitt 16 vorgesehen sein.
  • Als Nächstes weist die Schablone 20 der anderen Seite, wie in 8 und 9 gezeigt, eine Form auf, durch die zusammen mit der Schablone 10 der einen Seite die plattenförmigen Werkstücke W mit Ausnahme der Schweißstellen 53 bedeckt werden können. Die Schablone 20 der anderen Seite umfasst einen Schablonen-Hauptkörper 21, die Verbindungsfläche 22 der anderen Seite, die Öffnung 23 der anderen Seite, eine Öffnung-Neigungsfläche 24, ein Durchlassloch 25 und einen Durchlassabschnitt 26.
  • Der Schablonen-Hauptkörper 21 bestimmt im Wesentlichen die Form der Schablone 20 der anderen Seite. Der Schablonen-Hauptkörper 21 hat ebenso wie der Schablonen-Hauptkörper 11 der Form der Werkstücke W, bei denen mittels der Schablone 20 der anderen Seite ein Schweißen erfolgt, entsprechend im Wesentlichen eine plattenförmige Form. Die Verbindungsfläche 22 der anderen Seite ist beim Schablonen-Hauptkörper 21 derart gebildet, dass sie an der Fläche, die auf der Vorderseite beim Werkstück W freiliegt, anliegen kann. Die Verbindungsfläche 22 der anderen Seite ist beim Schablonen-Hauptkörper 21 derart gebildet, dass sie der Schablone 10 der einen Seite gegenüberliegen kann. Die Schablone 20 der anderen Seite weist beispielsweise eine der Form der Werkstücke W entsprechende unebene Form auf.
  • Die Öffnung 23 der anderen Seite ist ein Langloch, das beim Schablonen-Hauptkörper 21 in der Dickenrichtung, d. h. zwischen der Seite (Innenseite) der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite und einer Außenseitenfläche 28 der anderen Seite als Fläche auf der dieser abgewandten Seite (Außenseite) durchführt. Die Öffnung 23 der anderen Seite ist von gewünschten Schweißstellen 53 beim Bauteil 5, das von der die Werkstücke W haltenden Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird, einem Abschnitt entsprechend vorgesehen, der sich von der Öffnung 13 der einen Seite bei der Schablone 10 der einen Seite unterscheidet. Anders ausgedrückt, erfolgt von gewünschten Schweißstellen 53 bei einem Brennstoffzellelement, das von der die Werkstücke W haltenden Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird, die Vorsehung entsprechend den Positionen, an denen das Durchlassloch 15 und der Durchlassabschnitt 16 der Schablone 10 der einen Seite vorgesehen sind. Die Öffnung 23 der anderen Seite öffnet sich, wobei sich zur Außenseitenfläche 28 der anderen Seite hin der Durchmesser vergrößert. Beim Schablonen-Hauptkörper 21 ist in der Umgebung der Öffnung 23 der anderen Seite eine Öffnung-Neigungsfläche 24 vorgesehen. Die Öffnung-Neigungsfläche 24 ist als eine Fläche gebildet, die im Querschnitt der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 21 zur z-Achse eine Neigung in einem bestimmten Winkel aufweist. Die Neigung der Öffnung-Neigungsfläche 24 ist derart vorgesehen, dass der vom Laser-Schweißgerät 2 ausgestrahlte Laserstrahl leichter über die Öffnung 23 der anderen Seite in die Werkstücke W einfällt.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 werden durch die Öffnung 13 der einen Seite der Schablone 10 der einen Seite und der Öffnung 23 der anderen Seite der Schablone 20 der anderen Seite Öffnungen gebildet, die den gesamten Schweißstellen 53 beim Bauteil 5 entsprechen. Konkret werden, um z. B. beim in 10 gezeigten Bauteil 5 ringförmige Schweißstellen 53 zu bilden, die Öffnung 13 der einen Seite und die Öffnung 23 der anderen Seite, wie in 7 und 8 gezeigt, jeweils mit dem halben Umfangsanteil der ringförmigen Schweißstellen 53 gebildet. Dadurch, dass das Schweißen mittels des Laser-Schweißgeräts 2 über die Öffnung 13 der einen Seite und die Öffnung 23 der anderen Seite durchgeführt wird, können beim Bauteil 5 Schweißstellen 53 einer komplizierten Form wie einer Ringform angemessen geschweißt werden.
  • Das Durchlassloch 25 und der Durchlassabschnitt 26 sind beim Schablonen-Hauptkörper 21 an Positionen vorgesehen, an denen die Öffnung 23 der anderen Seite nicht vorgesehen ist. Anders ausgedrückt sind das Durchlassloch 25 und der Durchlassabschnitt 26 von gewünschten Schweißstellen 53 beim Bauteil 5, das von der die Werkstücke W haltenden Schweißschablonenvorrichtung 1 hergestellt wird, der Position der Öffnung 13 der einen Seite der Schablone 10 der einen Seite entsprechend vorgesehen. Das Durchlassloch 25 ist ein Langloch, welches in der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 21 zwischen der Seite der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite (Innenseite) und der Außenseitenfläche 28 der anderen Seite auf der dieser abgewandten Seite (Außenseite) durchführt. Ferner ist der Durchlassabschnitt 26 ein nutförmiges Langloch, welches in der Dickenrichtung des Schablonen-Hauptkörpers 21 von der Seite der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite (Innenseite) zur Außenseitenfläche 28 der anderen Seite gerichtet eine bestimmte Tiefe hat. Das Durchlassloch 25 und der Durchlassabschnitt 26 sind u. a. an Positionen des Schablonen-Hauptkörpers 21, an denen die Öffnung 23 der anderen Seite nicht vorgesehen ist, abwechselnd vorgesehen, sodass das Durchlassloch 25 und der Durchlassabschnitt 26 an geeigneten Stellen vorgesehen sind. Das heißt, wenn das Durchlassloch 25 und der Durchlassabschnitt 26 an Positionen vorgesehen sind, an denen die Öffnung 23 der anderen Seite des Schablonen-Hauptkörpers 21 nicht vorgesehen ist, besteht keine Beschränkung hinsichtlich der konkreten Position der Vorsehung, des Verhältnisses der Flächen des Durchlasslochs 25 und des Durchlassabschnitts 26 usw. Ferner kann bei der Schablone 20 der anderen Seite auch nur entweder das Durchlassloch 25 oder der Durchlassabschnitt 26 vorgesehen sein.
  • Als Nächstes wird der Aufbau der Schablonenklammer 30 bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 erläutert.
  • Wie in 1 bis 6 gezeigt, weist die Schablonenklammer 30 eine Klammerkomponente 31 der einen Seite, eine Klammerkomponente 32 der anderen Seite, Druckbeaufschlagungssektionen 33 und Abstandhalter 34 auf.
  • Wie in 1 und 3 gezeigt, weist die Klammerkomponente 31 der einen Seite eine Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und eine Innenumfangskomponente 312 der einen Seite auf.
  • Bei der Außenumfangskomponente 311 der einen Seite handelt es sich um einen Rahmenkörper, der eine die Kanten der Außenumfangsseite der Schablone 10 der einen Seite umgebend der Ebenenform der Schablone 10 der einen Seite entsprechende Form hat, und z. B. rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig ist. Die Innenumfangskomponente 312 der einen Seite ist derart aufgebaut, dass sie den Abschnitt der Innenumfangsseite wie den mittleren Abschnitt der Schablone 10 der einen Seite von der Außenseite (Vorderseite) aus bedeckt. Das heißt, die Innenumfangskomponente 312 der einen Seite liegt an einer Position, an der die Öffnung 13 der einen Seite nicht vorgesehen ist, an der Außenseitenfläche 18 der einen Seite an.
  • Die Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und die Innenumfangskomponente 312 der einen Seite sind im Verwendungszustand mittels eines geeigneten Verfahrens wie einer Bolzenbefestigung zu einem Teil zusammengeschlossen, um als einteilige Komponente, d. h. Klammerkomponente 31 der einen Seite zu fungieren. Die Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und die Innenumfangskomponente 312 der einen Seite liegen, wie in 3 gezeigt, an der Außenseitenfläche 18 der einen Seite als Fläche der Vorderseite der Schablone 10 der einen Seite an.
  • Wie in 1 und 4 gezeigt, weist die Klammerkomponente 32 der anderen Seite eine Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite und eine Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite auf.
  • Bei der Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite handelt es sich um einen Rahmenkörper, der eine die Kanten der Außenumfangsseite der Schablone 20 der anderen Seite umgebend der Ebenenform der Schablone 20 der anderen Seite entsprechende Form hat, und z. B. rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig ist. Die Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite ist derart aufgebaut, dass sie den Abschnitt der Innenumfangsseite wie den mittleren Abschnitt der Schablone 20 der anderen Seite von der Außenseite (Vorderseite) aus bedeckt. Die Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite und die Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite sind im Verwendungszustand mittels eines geeigneten Verfahrens wie einer Bolzenbefestigung zu einem Teil zusammengeschlossen, um als einteilige Komponente, d. h. Klammerkomponente 32 der anderen Seite zu fungieren.
  • Die Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite und die Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite liegen an der Außenseitenfläche 28 der anderen Seite als Fläche der Vorderseite der Schablone 20 der anderen Seite an. Das heißt, die Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite liegt an einer Position, an der die Öffnung 23 der anderen Seite nicht vorgesehen ist, an der Außenseitenfläche 28 der anderen Seite an.
  • Wie in 1 und 5 gezeigt, sind die Druckbeaufschlagungssektionen 33 auf der Außenumfangsseite der Klammerkomponente 31 der einen Seite und der Klammerkomponente 32 der anderen Seite, die auf der Außenumfangsseite in der Flächenrichtung der Mehrzahl von Werkstücken W positioniert sind, konkreter an der Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und der Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite vorgesehen. Die Druckbeaufschlagungssektionen 33 sind an geeigneten Positionen wie den Ecken und im mittleren Abschnitt der Längsseiten der Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und der Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite vorgesehen.
  • Wie in 1 gezeigt, sind an den Druckbeaufschlagungssektionen 33 Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 35 wie Pneumatikzylinder vorgesehen, um ausgehend von der Vorderseite der Schablonenklammer 30 (Oberseite oder Unterseite) in der Aufschichtungsrichtung eine Kraft zuzusetzen. Durch die Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 35, die an den Druckbeaufschlagungssektionen 33 vorgesehen sind, werden bei der Schablonenklammer 30 die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite von der Vorderseite zur Gegenseite, z. B. von der Oberseite zur Unterseite gerichtet mit Druck beaufschlagt. Dadurch, dass die Schablonenklammer 30 mit Druck beaufschlagt wird, werden die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite, die zwischen der Schablonenklammer 30 liegen, ebenfalls mit Druck beaufschlagt. Dann wird dadurch, dass die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite mit Druck beaufschlagt werden, auch die zwischen der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite liegende Mehrzahl von Werkstücken W gegenseitig mit Druck beaufschlagt.
  • Die Abstandhalter 34 sind, wie in 3 bis 6 gezeigt, in der Flächenrichtung (xy-Ebenenrichtung) an den Positionen vorgesehen, an denen die Druckbeaufschlagungssektionen 33 der Außenumfangskomponente 311 der einen Seite vorgesehen sind. Ferner sind die Abstandhalter 34 in der Aufschichtungsrichtung (z-Achsenrichtung) zwischen der Klammerkomponente 31 der einen Seite und der Klammerkomponente 32 der anderen Seite vorgesehen. Die Abstandhalter 34 haben eine derartige Dicke, dass in einem Zustand, in dem die Klammerkomponente 31 der einen Seite und die Klammerkomponente 32 der anderen Seite mit Druck beaufschlagt sind, der Zwischenraum zwischen der Klammerkomponente 31 der einen Seite und der Klammerkomponente 32 der anderen Seite in der Aufschichtungsrichtung einen angemessenen Abstand behält.
  • (Herstellungsverfahren eines Bauteils unter Verwendung der Schweißschablonenvorrichtung)
  • Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren eines Bauteils erläutert, das unter Verwendung der Schweißschablonenvorrichtung 1, deren Aufbau vorstehend erläutert wurde, ausgeführt wird.
  • Bei der Herstellung des in 10 gezeigten Bauteils 5, das dadurch gebildet wird, dass eine Mehrzahl von Werkstücken W aufgeschichtet wird, und diese Mehrzahl von Werkstücken W miteinander verschweißt werden, wird die Mehrzahl von Werkstücken W bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 zwischen der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite gehalten. Ausgehend von der Öffnung 13 der einen Seite und der Öffnung 23 der anderen Seite (vgl. 9) wird die Mehrzahl von Werkstücken W geschweißt.
  • Zunächst wird die Mehrzahl von Werkstücken W als Objekt, bei dem ein Schweißen durchgeführt wird, zwischen der Verbindungsfläche 12 der einen Seite bei der Schablone 10 der einen Seite und der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite bei der Schablone 20 der anderen Seite der Schweißschablonenvorrichtung 1 gehalten. Dadurch, dass die plattenförmigen Werkstücke W zwischen der Verbindungsfläche 12 der einen Seite und der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite liegen, wird ihre Position zwischen der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite fixiert. Mittels in 3 gezeigter Positionierungsstiften 17, die die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite ineinander eingreifen, ist ein Verschieben der Position der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite in die Links-Rechts-Richtung und die Vorne-Hinten-Richtung verhindert.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 werden die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite zusammen mit den Werkstücken W, die zwischen den Schablonen geschweißt werden, durch die Schablonenklammer 30 fixiert. Wie in 2 gezeigt, hält bei der Schablonenklammer 30 die Klammerkomponente 31 der einen Seite die Schablone 10 der einen Seite ausgehend von der Vorderseite, während die Klammerkomponente 32 der anderen Seite die Schablone 20 der anderen Seite ausgehend von der Vorderseite hält. Ferner wird bei der Schablonenklammer 30, wie in 1 gezeigt, die Mehrzahl von Werkstücken W zusammen mit der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite durch Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 35 ausgehend von Druckbeaufschlagungssektionen 33, die in der Außenumfangskomponente 311 der einen Seite der Klammerkomponente 31 der einen Seite und der Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite der Klammerkomponente 32 der anderen Seite vorgesehen sind, mit Druck beaufschlagt. Bei der Mehrzahl von Werkstücken W wird in einem Zustand, in dem diese durch die Schablonenklammer 30 zwischen der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite gehalten ist, das Entstehen eines Zwischenraums in der Aufschichtungsrichtung unterdrückt.
  • Wie in 1 gezeigt, werden die Werkstücke W im zwischen der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 gehaltenen Zustand vom Laser-Schweißgerät 2, das auf der Oberseite der Schablone 10 der einen Seite vorgesehen ist, mit dem Laserstrahl B bestrahlt. Konkret liegt bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 im Hinblick auf die Schablone 10 der einen Seite die Außenseitenfläche 18 der einen Seite als Fläche, die der Fläche gegenüberliegt, auf der die Verbindungsfläche 12 der einen Seite vorgesehen ist, dem Laser-Schweißgerät 2 gegenüber. Daher durchdringt der Laserstrahl B im Bereich des Abtastbereichs des vorstehend beschriebenen Galvanometerspiegels die Öffnung 13 der einen Seite der Schablone 10 der einen Seite, und wird auf die Schweißstellen 53 auf dem Werkstück W abgestrahlt, das auf der Innenseite der Verbindungsfläche 12 der einen Seite bei der Schablone 10 der einen Seite gehalten ist. Ferner ist das Laser-Schweißgerät 2 derart aufgebaut, dass es sich mittels eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus in einem bestimmten Bewegungsbereich entlang der Fläche der Werkstücke W in der xy-Ebene bewegen kann. Daher kann vom Laser-Schweißgerät 2 der Laserstrahl B auf die Schweißstellen 53 abgestrahlt werden, die der Öffnung 13 der einen Seite entsprechen, die übers gesamte Werkstück W vorgesehen ist.
  • Nach dem Schweißen des Werkstücks W in einem Zustand mit der Schablone 10 der einen Seite auf der Oberseite, werden bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 unter Aufrechterhaltung des Zustands, in dem die Mehrzahl der Werkstücke W gehalten ist, die Schablone 10 der einen Seite und die Schablone 20 der anderen Seite umgekehrt. Das heißt, bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 wird die Außenseitenfläche 28 der anderen Seite der Schablone 20 der anderen Seite zu einer Oberseite a gerichtet angeordnet. Bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 liegt im Hinblick auf die Schablone 20 der anderen Seite die Außenseitenfläche 28 der anderen Seite als Fläche, die der Fläche gegenüberliegt, auf der die Verbindungsfläche 22 der anderen Seite vorgesehen ist, dem Laser-Schweißgerät 2 gegenüber. Das Werkstück W wird vom Laser-Schweißgerät 2, das auf der Oberseite der Schablone 20 der anderen Seite vorgesehen ist, mit dem Laserstrahl B bestrahlt. Daher durchdringt der Laserstrahl B im Bereich des Abtastbereichs des vorstehend beschriebenen Galvanometerspiegels die Öffnung 23 der anderen Seite der Schablone 20 der anderen Seite, und wird auf die Schweißstellen 53 auf dem Werkstück W abgestrahlt, das auf der Innenseite der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite gehalten ist. Daher kann vom Laser-Schweißgerät 2 der Laserstrahl B auf die Schweißstellen 53 abgestrahlt werden, die der Öffnung 23 der anderen Seite entsprechen, die übers gesamte Werkstück W vorgesehen ist.
  • Ferner kann beim Schweißen des Bauteils 5 eine Mehrzahl von Schweißschablonenvorrichtung 1 pro Werkstück W, das dem jeweiligen einer Mehrzahl von Bauteilen 5 entspricht, vorbereitet werden. Hierdurch kann die Schweißschablonenvorrichtung 1 bezogen aufs Laser-Schweißgerät 2 ausgetauscht werden, sodass eine Verbesserung der Produktivität des Bauteils 5 angestrebt werden kann.
  • Da wie im Vorstehenden durch die Verwendung der Schweißschablonenvorrichtung 1 beim Schweißen die Mehrzahl von Werkstücken W in der Aufschichtungsrichtung eng zusammengehalten werden können, wird eine Verzerrung des Werkstücks W aufgrund der Kontraktion von Schweißstellen unterdrückt.
  • Ferner sind bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 an den Positionen der Druckbeaufschlagungssektionen 33 Abstandhalter 34 vorgesehen. Die Abstandhalter 34 sind konkret in der Flächenrichtung (xy-Richtung) an den Positionen der Druckbeaufschlagungssektionen 33 und in der Aufschichtungsrichtung (z-Richtung) zwischen der Verbindungsfläche 12 der einen Seite der Schablone 10 der einen Seite und der Verbindungsfläche 22 der anderen Seite der Schablone 20 der anderen Seite vorgesehen. Durch die Vorsehung der Abstandhalter 34 kann bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 die Kraft, mit der über die Druckbeaufschlagungssektionen 33 die Klammerkomponente 31 der einen Seite und die Klammerkomponente 32 der anderen Seite mit Druck beaufschlagt werden, auf die gesamte Schablone 10 der einen Seite und Schablone 20 der anderen Seite verteilt werden.
  • Infolgedessen kann der Schweißschablonenvorrichtung 1 zufolge eine Verbindung des Bauteils 5 mittels eines qualitativ hochwertigen Schweißens durchgeführt werden.
  • 11 ist eine Draufsicht zur Darstellung des schematischen Aufbaus einer Schweißschablonenvorrichtung 100 eines Referenzbeispiels. Die Schweißschablonenvorrichtung 100 des in 11 gezeigten Referenzbeispiels umfasst anders als die Schweißschablonenvorrichtung 1 keine Schablonenklammer 30. Bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 des Referenzbeispiels sind eine Schablone 110 der einen Seite und eine Schablone 120 der anderen Seite dadurch fixiert, dass beispielsweise Bolzen 117 ausgehend von der Schablone 110 der einen Seite in nicht dargestellten Bolzenlöchern, die in der Schablone 120 der anderen Seite vorgesehen sind, festgezogen werden.
  • Bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 des Referenzbeispiels, bei der wie im Vorstehenden die Schablone 110 der einen Seite und die Schablone 120 der anderen Seite fixiert sind, konnte es vorkommen, dass an einer Position, die von der Einsetzposition der Bolzen 117 in der Flächenrichtung entfernt ist, eine Kraft F auf die Mehrzahl von Werkstücken W nicht ausreichend wirkt. Ferner sind bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 die Positionen, an denen die Bolzen 117 und die Bolzenlöcher vorgesehen werden können, beschränkt, wie hauptsächlich auf den Außenumfang des Werkstücks W, sodass ggf. die Kraft F aufs Werkstück nicht ausreichend wirkte. Da ferner bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 bei der Durchführung des Schweißvorgangs die Schablone 110 der einen Seite und die Schablone 120 der anderen Seite durch die Bolzen 117 fixiert sind, erhöht sich die Anzahl der Arbeitsstunden, sodass eine Verbesserung der Produktivität erforderlich war. Ferner konnte es bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 vorkommen, dass beim Anbringen und Abnehmen der Bolzen 117 auftretende Verunreinigungen zur Ursache einer schlechte Schweißqualität beim Schweißen des Werkstücks W werden. Außerdem wurde bei der Schweißschablonenvorrichtung 100 eine Reduzierung der Kosten gefordert, da aufgrund von Reibung wegen des Anbringens und Abnehmens der Bolzen 117 pro Schweißvorgang ein Austausch von Bolzen 117 erforderlich ist.
  • Andererseits sind bei der Schweißschablonenvorrichtung 1, welche die Schablonenklammer 30 umfasst, zusätzlich zur Außenumfangskomponente 311 der einen Seite und der Außenumfangskomponente 321 der anderen Seite, die am Außenumfangsabschnitt des Werkstücks W anliegen, die Innenumfangskomponente 312 der einen Seite und die Innenumfangskomponente 322 der anderen Seite vorgesehen, die am mittleren Abschnitt anliegen. Daher können bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 die Mehrzahl von Werkstücken W auch an einer Position, die von den Einsetzpositionen der Bolzen 117 in der Flächenrichtung entfernt sind, wie die Innenumfangsseite der Werkstücke W, ausreichend mit Druck beaufschlagt werden. Ferner kann bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 dadurch, dass die Druckbeaufschlagungssektionen 33 vorgesehen sind, durch die mittels der Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 35 die Klammerkomponente 31 der einen Seite und die Klammerkomponente 32 der anderen Seite mit Druck beaufschlagt werden, der Vorgang der Fixierung der Schablone 10 der einen Seite und der Schablone 20 der anderen Seite reduziert und eine Verbesserung der Produktivität angestrebt werden. Ferner werden bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 Schließkomponenten wie die Bolzen 117 nicht verwendet, sodass eine schlechte Schweißqualität aufgrund von Verunreinigungen, die beim Schweißvorgang auftreten, reduziert werden kann. Außerdem kann bei der Schweißschablonenvorrichtung 1 dadurch, dass die Klammerkomponente 31 der einen Seite und die Klammerkomponente 32 der anderen Seite mittels der Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 35 mit Druck beaufschlagt werden, eine Reduzierung der Kosten durch Unterdrückung des Austauschs von Verbrauchsgütern angestrebt werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der vorstehend erläuterten Schweißschablonenvorrichtung 1 ein angemessenes Schweißen realisiert werden.
  • Vorstehend wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist, sondern alle Aspekte umfasst, die vom Grundgedanken und den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung umfasst sind. Ferner kann jeder Aufbau in geeigneter Weise selektiv kombiniert werden, um zumindest teilweise eine Wirkung auf die vorstehend beschriebene Aufgabe und Effekte zu haben. Beispielsweise können die Form, das Material, die Anordnung, Größe usw. der jeweiligen Bestandteile bei der obigen Ausführungsform je nach dem konkreten Verwendungsaspekt der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise geändert werden.
  • Beispielsweise kann das Werkstück W, das mittels der Schweißschablonenvorrichtung 1 geschweißt wird, auch eine andere Komponente als eine solche aus Metall sein. Ferner besteht keine Beschränkung darauf, dass Öffnungen wie oben beschrieben im Schablonen-Hauptkörper 11 der Schablone 10 der einen Seite und im Schablonen-Hauptkörper 21 der Schablone 20 der anderen Seite vorgesehen sind, es ist auch eine Vorsehung in nur einer von entweder der Schablone 10 der einen Seite oder der Schablone 20 der anderen Seite möglich. In diesem Fall entspricht die Öffnung, die entweder in der Schablone 10 der einen Seite oder der Schablone 20 der anderen Seite vorgesehen ist, den gesamten Schweißstellen 53.
  • [Bezugszeichenliste]
    • 1, 100
    Schweißschablonenvorrichtung
    2
    Laser-Schweißgerät
    5
    Bauteil
    10, 110
    Schablone der einen Seite
    11
    Schablonen-Hauptkörper
    12
    Verbindungsfläche der einen Seite
    13
    Öffnung der einen Seite
    14
    Öffnung-Neigungsfläche
    15
    Durchlassloch
    16
    Durchlassabschnitt
    17
    Stift
    18
    Außenseitenfläche der einen Seite
    20, 120
    Schablone der anderen Seite
    21
    Schablonen-Hauptkörper
    22
    Verbindungsfläche der anderen Seite
    23
    Öffnung der anderen Seite
    24
    Öffnung-Neigungsfläche
    25
    Durchlassloch
    26
    Durchlassabschnitt
    28
    Außenseitenfläche der anderen Seite
    30
    Schablonenklammer
    31
    Klammerkomponente der einen Seite
    32
    Klammerkomponente der anderen Seite
    33
    Druckbeaufschlagungssektion
    34
    Abstandhalter
    35
    Druckbeaufschlagungsvorrichtung
    51
    Bauteil-Hauptkörper
    52
    Öffnung
    53
    Schweißstelle
    117
    Bolzen
    311
    Außenumfangskomponente der einen Seite
    312
    Innenumfangskomponente der einen Seite
    321
    Außenumfangskomponente der anderen Seite
    322
    Innenumfangskomponente der anderen Seite
    W
    Werkstück
    B
    Laserstrahl
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014194876 [0003]
    • JP 2011161450 [0003]

Claims (7)

  1. Schweißschablonenvorrichtung, die zum Schweißen eines durch Aufschichten und Schweißen einer Mehrzahl von Komponenten gebildeten Bauteils verwendet wird, umfassend eine Schablone einer Seite, die eine Verbindungsfläche einer Seite aufweist, die an einer Fläche von auf einer Vorderseite freiliegenden Flächen bei der aufgeschichteten Mehrzahl von Komponenten anliegt, eine Schablone einer anderen Seite, die eine Verbindungsfläche einer anderen Seite aufweist, die an einer anderen Fläche von auf der Vorderseite freiliegenden Flächen bei der Mehrzahl von Komponenten anliegt, und eine Schablonenklammer zum Einspannen der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite zusammen mit der Mehrzahl von Komponenten aus einer Aufschichtungsrichtung der Mehrzahl von Komponenten, wobei zumindest entweder in der Schablone der einen Seite oder der Schablone der anderen Seite eine Öffnung vorgesehen ist, die gewünschten Schweißstellen beim Bauteil entspricht.
  2. Schweißschablonenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schablonenklammer eine Klammerkomponente der einen Seite, die an der Fläche der Vorderseite der Schablone der einen Seite anliegt, und eine Klammerkomponente der anderen Seite, die an der Fläche der Vorderseite der Schablone der anderen Seite anliegt, umfasst.
  3. Schweißschablonenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der Außenumfangsseite der Mehrzahl von Komponenten in der Flächenrichtung Druckbeaufschlagungssektionen vorgesehen sind, um die Schablone der einen Seite und die Schablone der anderen Seite ausgehend von der Vorderseite zur Aufschichtungsrichtung mit Druck zu beaufschlagen.
  4. Schweißschablonenvorrichtung nach Anspruch 3, die Abstandhalter umfasst, die an den Positionen der Druckbeaufschlagungssektionen in der Flächenrichtung und zwischen der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite in der Aufschichtungsrichtung vorgesehen sind.
  5. Schweißschablonenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei der Schablone der einen Seite die Öffnung der einen Seite einem Teil von den gewünschten Schweißstellen beim Bauteil entspricht, und die Schablone der anderen Seite eine Öffnung der anderen Seite aufweist, die dem Abschnitt entspricht, welcher von den gewünschten Schweißstellen beim Bauteil der Öffnung der einen Seite nicht entspricht.
  6. Schweißschablonenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die gewünschten Schweißstellen, die durch die Öffnung der einen Seite und die Öffnung der anderen Seite gebildet werden, einen ringförmigen geschlossenen Kanal bilden.
  7. Schweißschablonenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Schablonenklammer an einer Position, an der zumindest eine von der Öffnung der einen Seite und der Öffnung der anderen Seite nicht vorgesehen ist, an der Fläche der Vorderseite der Schablone der einen Seite und der Schablone der anderen Seite anliegt.
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