-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturkörpers mittels eines Reibrührverbindungsverfahrens
und ist zum Beispiel anwendbar bei der Herstellung des Wagenkörpers eines
Eisenbahnwaggons.
-
Das Reibrührverbinden ist ein Verfahren,
bei dem ein rotierender runder Stab (das "Drehwerkzeug"), der in die Verbindungszone eingesetzt
wird, die Verbindungslinie entlang bewegt wird und die Verbindungszone
dadurch aufgeheizt, erweicht und solidisiertfluidisiert wird, so
daß eine
Festphasenverbindung erfolgt.
-
Das Drehwerkzeug umfaßt einen
Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der in die Verbindungszone eingesetzt
wird, und einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der an den
Abschnitt mit kleinem Durchmesser angrenzt. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser
und der Abschnitt mit großem
Durchmesser des Drehwerkzeugs sind koaxial. Der Übergang oder die Schulter zwischen
dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser und dem Abschnitt mit dem
großen
Durchmesser des Drehwerkzeugs wird ein wenig in die Verbindungszone
eingeführt.
Die Achse des Drehwerkzeugs kann bezüglich der Vorschubrichtung
des Werkzeugs beim Verbinden nach hinten geneigt sein.
-
Es ist bekannt, bei der Herstellung
des Wagenkörpers
eines Eisenbahnwaggons das Reibrührverbinden
an extrudierten Rahmenelementen auszuführen, z. B. an Elementen aus
einer Aluminiumlegierung. Die Längsrichtung
des extrudierten Rahmenelements liegt in der Längsrichtung des Wagenkörpers, während die
Breitenrichtung des extrudierten Rahmenelements in der Umfangsrichtung
des Wagenkörpers
verläuft.
In den Seiten des Wagenkörpers mit
einem solchen Aufbau kann eine Öffnung,
etwa ein Fenster, vorgesehen sein; vgl. die JP-A-09-309164 (EP-A-0797043,
die als nächstliegender
Stand der Technik betrachtet wird).
-
Da die Höhe eines Fensters im Wagenkörper in
der Regel größer ist
als die Breite eines extrudierten Rahmenelements, ist das Fenster
in zwei oder mehr Rahmenelementen ausgebildet. Deshalb werden extrudierte
Rahmenelemente mit Ausschnitten oder Abschnitten, die im wesentlichen
dem Fenster entsprechen, zusammengelegt und miteinander verbunden.
-
Eine Reibrührverbindungsvorrichtung zur Herstellung
des Wagenkörpers
umfaßt
ein Bett zum Anbringen der extrudierten Rahmenelemente und ein Laufwerk,
an dem eine Anzahl von Drehwerkzeugen angebracht ist. Die Anzahl
der Drehwerkzeuge wird mit dem Laufwerk bewegt, so daß gleichzeitig
eine Anzahl von extrudierten Rahmenelementen miteinander verbunden
wird.
-
Wenn gleichzeitig eine Anzahl von
extrudierten Rahmenelementen durch Drehwerkzeuge miteinander verbunden
wird, die unter einem Laufwerk angebracht sind, wird, wenn das erste
Drehwerkzeug die Position des Fensters erreicht, dieses Drehwerkzeug
aus den extrudierten Rahmenelementen zurückgezogen und das Reibrührverbinden
gestoppt, während
ein zweites Drehwerkzeug an einer Stelle, an der kein Fenster vorliegt,
das Reib rührverbinden fortsetzt.
Wenn das Laufwerk das andere Ende des Fensters erreicht, wird das
erste Drehwerkzeug in die Verbindungszone eingeführt und beginnt wieder mit dem
Reibrührverbinden.
Wenn das erste Drehwerkzeug wieder in die Verbindungszone eingesetzt
wird, entsteht leicht ein Fehler in der Verbindung. Auch kann zu
Beginn der Reibrührverbindung
beim Einsetzen des Drehwerkzeugs in die Verbindungszone eine große Einsetzkraft
erforderlich sein, da die Temperatur noch nicht erhöht ist.
Außerdem
wird, da das Drehwerkzeug beim Einsetzen bewegt wird, an einem Lagerelement
für das
Drehwerkzeug eine schräg
wirkende Kraft erzeugt. Das Lagerelement sollte daher groß sein,
und die Lebensdauer des Drehwerkzeugs wird dadurch verkürzt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine erste Aufgabe der Erfindung
ist es, auch in dem Fall eine Verbindung guter Qualität zu erhalten,
wenn eine Anzahl von Verbindungslinien gleichzeitig mittels Reibrührverbinden
verbunden wird und es einen Abschnitt gibt, in denen die zu verbindenden Elemente
längs eines
lückenlosen
Bereichs eine Lücke
aufweisen. Eine zweite Aufgabe ist es, die für eine solche Verbindungsoperation
erforderliche Zeit zu verringern.
-
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren
gemäß Patentanspruch
1. Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Strukturkörpers nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ein
Flußdiagramm
des Verfahrens nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
3 ein
Längsschnitt
durch Bereiche eines Strukturkörpers,
der durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt wird;
-
4 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Reibrührverbinden,
die bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
-
5 eine
perspektivische Ansicht des Wagenkörpers eines Eisenbahnwaggons,
der mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wird; und
-
6 eine
Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Strukturkörpers nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Die 1 bis 5 zeigen die Herstellung
des Wagenkörpers
eines Eisenbahnwaggons als Beispiel für die Erfindung. Wie in der 5 gezeigt, umfaßt der Wagenkörper als
Seitenfläche
einen strukturellen Seitenkörper 201,
als Dach einen strukturellen Dachkörper 202, einen Bodenrahmen 203 und
als Endabschnitt in der Längsrichtung
des Wagenkörpers einen
strukturellen Endkörper 204.
-
Der Seitenkörper 201, der Dachkörper 202 und
der Bodenrahmen 203 werden jeweils durch das Verbinden
einer Anzahl von extrudierten Rahmenelementen ausgebildet. Die Längsrichtung
(Extrusionsrichtung) jedes Rahmenelements ist in der Längsrichtung des
Wagenkörpers
ausgerichtet. Das Material, aus dem die extrudierten Rahmenelemente
bestehen, ist eine Aluminiumlegierung.
-
Wie in der 5 gezeigt, umfaßt der Seitenkörper 201 extrudierte
Rahmenelemente 10, 20, 30, 40.
In den extrudierten Rahmenelementen 20, 30 liegt
ein Fenster 210. In allen extrudierten Rahmenelementen 10, 20, 30, 40 ist
eine Eingangs- und Ausgangsöffnung
oder Türöffnung 220 im
Seitenkörper 201 vorgesehen.
An der Eingangs- und Ausgangstür 220 wird
in vielen Fällen,
nachdem die extrudierten Rahmenelemente 10, 20, 30, 40 verbunden
wurden, ein Rahmen angeschweißt.
Das gleiche gilt für
das Fenster 210. Die extrudierten Rahmenelemente 10, 20, 30 enden
vollständig
an der Eingangs- und Ausgangstür 220.
-
Der Seitenkörper 201 besteht in
der Darstellung aus den vier extrudierten Rahmenelementen 10, 20, 30, 40;
wenn hohle extrudierte Rahmenelemente verwendet werden, kann der
Seitenkörper 201 auch aus
extrudierten Rahmenelementen bestehen. Wenn das Fenster 210 von
drei extrudierten Rahmenelementen gebildet wird, ist das mittlere
Rahmenelement am Fenster an einer Zwischenstelle abgeschnitten.
-
Die 3 zeigt
die extrudierten Rahmenelemente 20, 30. Die anderen
Rahmenelemente 10, 40 sind ähnlich. Die extrudierten Rahmenelemente 20, 30 sind
hohle Rahmenelemente.
-
Das hohle Rahmenelement 20 umfaßt zwei Seitenplatten 21, 22,
eine Anzahl Rippen 23, die die Platten 21, 22 fachwerkartig
verbinden, und eine Halterippe oder -platte 24, die die
beiden Seitenplatten 21, 22 am Endabschnitt (dem
Verbindungsabschnitt) in der Breitenrichtung des hohlen Rahmenelements 20 verbindet.
Das hohle Rahmenelement 30 umfaßt zwei Seitenplatten 31, 32,
eine Anzahl Rippen 33, die die Platten 31, 32 fachwerkartig
verbinden, und eine Halterippe oder -platte 34, die die
beiden Seitenplatten 31, 32 am Endabschnitt (dem
Verbindungsabschnitt) in der Breitenrichtung des hohlen Rahmenelements 30 verbindet.
-
Am Endabschnitt (dem Verbindungsabschnitt)
jeder der Seitenplatten 21, 22 ist ein erhöhter Abschnitt 25 vorgesehen,
der nach oben (und davon weg) von der Seitenplatte vorsteht. Am
Endabschnitt (dem Verbindungsabschnitt) jeder der Seitenplaten 31, 32 ist
gleichfalls ein erhöhter
Abschnitt 35 vorgesehen, der nach oben von der Seitenplatte
vorsteht. Der Endabschnitt des hohlen Rahmenelements 30 weist
seitlich vorstehende Rippen 36 auf, die zwischen die Seitenplatten 21, 22 des
gegenüberliegenden
hohlen Rahmenelements 20 eingreifen, um Sitze zum Aufnehmen
der Einsetzkraft des Drehwerkzeugs 340 zu bilden.
-
Die beiden erhöhten Abschnitte 25 und 35 sind
gleich breit. Die gegenüberliegenden
Endflächen
der erhöhten
Abschnitte 25, 35 liegen in der Verlängerung
der Plattendicke der Halteplatte 34. Die Achse des Drehwerkzeugs 340 der
Vorrichtung 330 zum Reibrührverbinden liegt in den Endflächen der erhöhten Abschnitte 25, 35.
-
Die extrudierten Rahmenelemente 10, 20, 30, 40 des
Seitenkörpers 201 sind
auf einem Bett 310 der Vorrichtung 300 zum Reibrührverbinden
angeordnet und am Bett 310 befestigt. Über den festen extrudierten
Rahmenelementen läuft
auf Schienen 329, die zu beiden Seiten des Bettes 310 angeordnet
sind, ein Laufwerkrahmen 320. Unter dem Querträger 321 des
Rahmens 320 sind drei Einheiten 330 zum Reibrührverbinden
angeordnet, an deren unteren Ende sich jeweils die Drehwerkzeuge 340 befinden.
Die einzelnen Einheiten 330 zum Reibrührverbinden können sich
unabhängig
voneinander längs
des Trägers 321 bewegen,
das Drehwerkzeug 340 absenken und anheben und das Drehwerkzeug 340 in
Drehung versetzen.
-
Jede Einheit 330 zum Reibrührverbinden weist
einen optischen Sensor auf, der den Abstand von der Oberseite der
erhöhten
Abschnitte 25, 35 erfaßt und die Einsetztiefe des
Drehwerkzeugs 340 auf einen vorgegebenen Wert einstellt.
Der optische Sensor erfaßt
außerdem
die Breitenposition der erhöhten
Abschnitte 25, 35 und stellt die Achse des Drehwerkzeugs 340 so
ein, daß sie
mit dem Mittelpunkt davon zusammenfällt.
-
In den extrudierten Rahmenelementen 20, 30,
in denen ein Fenster 210 vorgesehen ist, werden vorher
durch Ausschneiden der Rahmenelemente 20, 30 Öffnungen
mit im wesentlichen der Fensterform ausgebildet.
-
Die Rahmenelemente 10, 20, 30,
in denen sich die Tür 220 befindet,
werden abgeschnitten und mit einem Abstand für die Tür 220 angeordnet.
Im Rahmenelement 40 am oberen Ende der Tür 220 wird
durch Ausschneiden des Rahmenelements 40 an der Stelle
der Tür 220 eine Öffnung mit
im wesentlichen der gewünschten
Form ausgeschnitten.
-
Die ausgeschnittenen Öffnungen
für das Fenster 210 werden
näher erläutert. Die
Verbindungszone der beiden Rahmenelemente 20, 30 weist
am Fenster 210 einen Beginn und ein Ende der Verbindungslinie
auf. Die Rahmenelemente 20, 30 sind in der Umgebung
der Verbindungslinie so geschnitten, daß Flansche 28, 38 und 29, 39 stehenbleiben,
die in das Fenster 210 vorstehen. Die Breite der Flansche 28, 38 und 29, 39 wird
jeweils so gewählt,
daß die
Halteplatten 24, 34 und die erhöhten Abschnitte 25, 35 eingeschlossen
sind. Das Ausschneiden der Tür 220 erfolgt
auf die gleiche Weise. Die Rahmenelemente 10, 20, 30, 40 werden
so ausgeschnitten, daß jeweils
Flansche 28, 38 und 29, 39 stehenbleiben,
Diese Flansche 28, 38 und 29, 39 sind
jeweils an beiden Enden in der Längsrichtung des
Seitenkörpers 201 vorgesehen.
-
Wenn die hohlen Rahmenelemente 10, 20, 30, 40 am
Bett 310 befestigt sind, werden die erhöhten Abschnitte 25, 35 der
aneinander anstoßenden Bereiche
der Rahmenelemente in Abständen
und vorläufig
längs der
Verbindungslinien durch Bogenschweißen verbunden. Die Endflächen der
Chips 28, 38 29, 39 an den Beginn-
und Endpunkten der Verbindungslinie werden vorläufig miteinander verbunden.
Das "W" in der 1 zeigt diese vorläufigen Schweißpositionen.
Insbesondere erfolgt das vorläufige
Schweißen
W am Startende an den Oberseiten der erhöhten Abschnitte 25, 35 und
an den Endflächen
in Längsrichtung
der Rahmenelemente 10, 20, 30, 40.
Der Bereich des vorläufigen
Schweißens
am Ende reicht von den Oberseiten der erhöhten Abschnitte 25, 35 bis
zu den Flanschen 36. Das vorläufige Befestigungsschweißen "W" ergibt keine V-förmige Nut, sondern eine I-förmige Nut.
-
In diesem Zustand wird mit dem Reibrührverbinden
an einem Längsende
der Rahmenelemente begonnen. Die rotierenden Drehwerkzeuge 340 werden
abgesenkt und am Startende der Verbindungslinien in die erhöhten Abschnitte 25, 35 eingesetzt. Wie
die 1 an der Linie P4
für das
Werkzeug 340A bei der Fensteröffnung zeigt, ist die Einsetzposition
in die Flansche 28, 29, 38, 39 usw.
in jedem Fall bezüglich
der vorläufigen
Schweißung "W" etwas zum Beendigungsende der Verbindungslinie
verschoben, d. h. sie ist etwas von der Schweißung "W" entfernt.
-
Das Ende des Abschnitts 341 mit
kleinem Durchmesser des Drehwerkzeugs 340 wird in die Oberseite
der vorstehenden Rippe 36 eingesetzt. Die Position des
unteren Endes des Abschnitts 342 mit großem Durchmesser
des Drehwerkzeugs 340 liegt zwischen der Höhe der Außenseite
der Seitenplatten 21, 31 und der Oberseite der
erhöhten
Abschnitte 25, 35, d. h. innerhalb der Höhenerstreckung
der erhöhten
Abschnitte. Die Position der Achse des Drehwerkzeugs 340 liegt
zwischen den beiden erhöhten Abschnitten 25, 35.
Der Abschnitt 341 mit kleinem Durchmesser des Drehwerkzeugs 340 ist
ein Schraubenelement.
-
Wenn die Drehwerkzeuge 340 am
Laufwerk 320 in die jeweils vorgegebene Tiefe eingesetzt
worden sind, beginnt sich das Laufwerk 320 mit der Anzahl
von Vorrichtungen 330 zum Reibrührverbinden zu bewegen, und
die Reibrührverbindung
wird ausgeführt.
-
Anhand der 1 und 2 wird
nun die Arbeitsweise der Vorrichtung 330 zum Reibrührverbinden
am Fenster 210 und der Tür 220 erläutert. Das Drehwerkzeug 340 an
der Verbindungslinie, die das Fenster 210 schneidet, wird
mit "340A" bezeichnet, und
das Drehwerkzeug 340 an der Verbindungslinie ohne Fenster 210 mit "340B". Die Drehwerkzeuge 340A und 340B sind
auf der gleichen Querlinie angeordnet und bewegen sich in der 1 von links nach rechts.
-
Beim Fortschreiten des Reibrührverbindens vom
linken Ende der extrudierten Rahmenelemente wird, wenn die Drehwerkzeuge 340A und 340B die Position
P1 in den Flanschen 28 und 38 des Fensters 210 erreichen,
das Werkzeug 340A nach oben abgezogen, während es
sich dreht. Der Vorschub der Werkzeuge wird fortgesetzt. Aus diesem
Grund wird das Drehwerkzeug 340A allmählich angehoben. Die Position
P1 wird von der Vorschubgeschwindigkeit des Laufwerks 320 bestimmt
und vorab festgelegt. Siehe die Schritte S10 und S30 in der 2. Nach dem Reibrührverbinden
werden die Flansche 28, 38 abgeschnitten. Aus
diesem Grund wird die Position P1 so gewählt, daß oberhalb davon unter dem
Festigkeitsaspekt keine Überlegungen über die
Verbindungstiefe angestellt zu werden brauchen.
-
Das Drehwerkzeug 340B fährt mit
dem Reibrührverbinden
bei der Vorwärtsbewegung
fort, da sich dort kein Fenster 210 befindet.
-
Da das Drehwerkzeug 340A während der Vorwärtsbewegung
angehoben wird, ohne daß der Vorschub
der Werkzeuge 340A und 340B angehalten wird, kann
Zeit gespart werden.
-
Wenn das Drehwerkzeug 340A in
eine vorgegebene Position (die Position P2) angehoben wurde, wird
seine Rotation gestoppt. In der angehobenen Position des Werkzeugs 340A befindet
sich das Werkzeug über
der Höhe
der erhöhten
Abschnitte 25, 35.
-
Wenn sich die Drehwerkzeuge 340A und 340B dem
anderen Ende des Fensters 210 nähern, das heißt eine
vorgegebenen Position P3 vor dem Ende der Flansche 29, 39 erreichen,
wird mit einem flachen Anstieg (einem Zurückziehen) des Drehwerkzeugs 340B begonnen.
Der Vorschub des Laufwerks 320 wird fortgesetzt. Die Verbindungstiefe
des Drehwerkzeugs 340B verringert sich allmählich. Siehe
die Schritte S50 und S70 in der 2.
-
Wenn die Position P4 erreicht wird,
die sich in der Längserstreckung
der Flansche 29, 39 befindet, wird das Laufwerk 320 angehalten.
Da das Anheben des Drehwerkzeugs 340B fortgesetzt wird, wird
es vollständig
aus der Verbindungsstelle herausgezogen. In der Position P4 kann
die Anhebegeschwindigkeit des Drehwerkzeugs 340B erhöht werden.
Die Position P4 liegt nach dem vorläufigen Schweißpunkt W
am Ende der Flansche 29, 39. Siehe die Schritte 90 und 110 in
der 2.
-
Der Abstand zwischen der Position
P3 und der Position P4 beträgt
zum Beispiel 50 mm. Der Anhebeabstand des Drehwerkzeugs 340B zwischen der
Position P3 und der Position P4 beträgt zum Beispiel 0,5 mm. Die
Verbindungstiefe ist verringert, die minimale Verbindungstiefe ist
jedoch so gewählt,
daß es
unter dem Gesichtspunkt der Verbindungsfestigkeit keine Probleme
gibt.
-
Wenn das Drehwerkzeug 340B vollständig herausgezogen
ist, entsteht an der Verbindungsstelle ein Loch, das dem Durchmesser
des Abschnitts des Drehwerkzeugs 340 mit kleinem Durchmesser
entspricht. An der Position P4 werden dann alle Drehwerkzeuge 340A und 340B in
Drehung versetzt und abgesenkt und auf die vorgegebene Tiefe eingesetzt. Siehe
Schritt S130. Das Drehwerkzeug 340B wird in das Loch eingesetzt,
das verblieb, und zwar bis in die reguläre Tiefe, die die gleiche ist
wie vor der Position P3, d. h. vor dem Start des Anhebens des Werkzeugs 340B.
Das heißt,
daß an
der Position P4 die Einsetztiefe die ist, bei der das vorherige
Reibrührverbinden gestoppt
wurde, plus 0,5 mm, d. h. 0,5 mm unter den Boden des Lochs, das
erzeugt wurde, als das Drehwerkzeug 340B herausgezogen
wurde.
-
In diesem Zustand wird wieder mit
dem Vorschub der Drehwerkzeuge begonnen und das Reibrührverbinden
mit der regulären
Tiefe fortgesetzt. Siehe Schritt S150.
-
In der Position P4 wird daher an
dem Loch wieder mit dem Reibrührverbinden
begonnen, das beim Herausziehen des Drehwerkzeugs 340B entstand.
Aus diesem Grund wird das Loch durch das Metall der erhöhten Abschnitte 25, 35 vergraben,
die eine Materialquelle bilden. Da die Wiederbeginnposition des
unteren Endes des Drehwerkzeugs 340B unter dem Boden des
Lochs liegt und da im unteren Bereich des Lochs eine vollständige Verbindung
hergestellt wird, kann das Auftreten eines Defekts an dieser Stelle
vermieden werden. Insbesondere läßt sich
ein Defekt im Mittenbereich des Bodens des Lochs vermeiden, da das
Metall im unteren Bereich des Lochs vollständig durch das Drehwerkzeug
340B aufgerührt wird.
Da somit das Ausmaß der
Defekte, die im Mittenbereich des Bodens des Loches auftreten können, nicht
groß ist,
läßt sich
unter dem Aspekt der Festigkeit eine vollständig wirkungsvolle Verbindung
erhalten.
-
Da die Einsetzposition des Drehwerkzeugs 340A an
einer Stelle nach der vorläufigen
Schweißung
W am Ende der Flansche 29, 39 liegt, wird der Spalt
an der Verbindungslinie nicht wesentlich erweitert. Entsprechend
läßt sich
eine gute Verbindung erreichen.
-
Am nächsten Fenster 210 wird
der Vorgang wiederholt. An der Ein- und Ausstiegstür 220 wird ebenfalls
das Anheben und Absenken der Drehwerkzeuge 340 auf eine ähnliche
Weise ausgeführt.
Es ist nicht notwendig, daß alle
Drehwerkzeuge 340 auf derselben Querlinie angeordnet sind.
-
Nachdem das Verbindung bis zum entfernten
Ende der Struktur ausgeführt
wurde, wird der Körper
aus der Anzahl von hohlen Rahmenelementen umgedreht, und das Reibrührverbinden
wird auf die gleiche Weise an der anderen Seite an den Seitenplatten 22, 32 ausgeführt. Die
stehenbleibenden erhöhten
Abschnitte an der Außenseite
des Wagenkörpers
werden dann abgeschnitten, damit die Außenseite an den Verbindungszonen
mit den angrenzenden Oberflächen
der Seitenplatten bündig
wird.
-
Wenn bei der oben beschriebenen Einsetztiefe
des Werkzeugs 340B an der Position P4 das Risiko eines
Defekts besteht, wird das Drehwerkzeug 340B tiefer eingesetzt,
damit der Verbindungsbereich dicker wird. Nachdem der Vorschub wieder
begonnen hat, wird an einer nachfolgenden Position P5 (oder nach
einer vorgegebenen Zeit) das Drehwerkzeug 340B auf die
reguläre
Einsetztiefe angehoben.
-
Die Anhebebewegung und die anderen
Bewegungen der Drehwerkzeuge 340 werden mit einer Höhenpositionssteuerfunktion
der Drehwerkzeuge 340 ausgeführt. Die Höhenpositionssteuerfunktion bestimmt
die Höhenposition
der erhöhten
Abschnitte 25, 35 mit dem Sensor und leitet daraus
die vorgegebene Einsetztiefe von den erhöhten Abschnitten 25, 35 ab.
Auf diese Weise werden alle Drehwerkzeuge 340 in ihren
regulären
Zustand gebracht.
-
Eine alternative Vorgehensweise ist
wie folgt. Das Reibrührverbinden
wird mit der regulären Einsetztiefe
bis zu der Position P4 ausgeführt
und an der Position P4 das Drehwerkzeug 340B herausgezogen.
Dann werden an der Position P4 die Drehwerkzeuge 340A und 340B wieder
eingesetzt. Die Einsetztiefe des Drehwerkzeugs 340A ist
die reguläre
Tiefe. Die Einsetztiefe des Drehwerkzeugs 340B ist zum
Beispiel um 0,5 mm größer als
die reguläre Tiefe.
Es wird wieder mit dem Vorschub der Drehwerkzeuge 340A und 340B begonnen,
und an einer nachfolgenden Position (oder nach einer vorgegebenen
Zeit) beginnt ein Anheben des Drehwerkzeugs 340B. Die Anhebegeschwindigkeit
ist klein, während der
Vorschub des Laufwerks 320 fortgesetzt wird. Die Verbindungstiefe
des Drehwerkzeugs 340B wird allmählich flacher. Wenn das Drehwerkzeug 340B auf die
vorgegebene Position angehoben wurde (auf die Einsetztiefe vor der
Position P4), wird das Anheben des Drehwerkzeugs 340B beendet.
Entsprechend erreichen alle Drehwerkzeuge 340A und 340B den regulären Zustand.
-
Die Positionen P1, P2, P3 und P4
können entsprechend
gemessenen Zeitspannen oder durch eine Positionsmessung bestimmt
werden.
-
An der Position, an der das Drehwerkzeug 340B herausgezogen
wurde, kann dann das Drehwerkzeug 340 unmittelbar eingesetzt
werden, vorzugsweise werden die Drehwerkzeuge 340A und 340B an
der Position P4 eingesetzt, nachdem der Laufkörper 320 in Bewegung
gesetzt wurde.
-
Wie beschrieben wird an der Position
P4 das Drehwerkzeug 340B herausgezogen und dann erneut
in das so entstandene Loch eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, das
Drehwerkzeug 340B vor der Position P4 einzusetzen. In diesem
Fall ist die Einsetztiefe beim zweiten Einsetzen des Drehwerkzeugs 340B die
gleiche wie bei der vorherigen Verbindungsoperation.
-
Bei der Ausführungsform der 6 wird, wenn die Drehwerkzeuge 340A, 340B das
hintere Ende des Fensters 210 erreichen, d. h. die Flansche 29, 39 erreichen,
das Drehwerkzeug 340A abgesenkt, während es sich dreht, und in
eine vorgegebene Tiefe eingesetzt. Die Einsetzposition P4 des Drehwerkzeugs 340A in
die Flansche 29, 39 liegt in Arbeitsrichtung hinter
dem vorläufigen
Schweißbereich W.
Da das Drehwerkzeug 340A abgesenkt wird, während es
vorwärtsbewegt
wird, nimmt die Verbindungstiefe allmählich zu. Wenn die Einsetztiefe
einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird mit dem Absenken des
Drehwerkzeugs 340A aufgehört (Position P5). Dann erfolgt
das Reibrührverbinden
mit der regulären
Tiefe. Die Position P5, an der die Einsetztiefe des Drehwerkzeugs 340A regulär wird,
liegt in den Flanschen 29 und 39. Nach dem Verbinden
werden die Flansche 29, 39 weggeschnitten. Die
Einsetztiefe des Drehwerkzeugs 340A wird entsprechend mit dem
optischen Sensor gesteuert.
-
Da das Drehwerkzeug 340A bei
laufendem Vorschub abgesenkt wird, brauchen die Drehwerkzeuge 340A und 340B nicht
angehalten zu werden, so daß die
Verbindungszeit verkürzt
werden kann.
-
Da die Einsetzposition P4 des Drehwerkzeugs 340A nach
dem vorläufigen
Schweißbereich der
Flansche 29, 39 liegt, wird der Spalt an der Verbindungslinie
nicht viel erweitert. Aus diesem Grund läßt sich eine gute Schweißverbindung
erreichen. Es besteht das Risiko, daß sich der Spalt zwischen den beiden
Elementen an der Einsetzposition (zu Beginn der Verbindungslinie)
vergrößert, bei
den vorliegenden Ausführungsformen
werden jedoch nicht nur die Oberseiten der erhöhten Abschnitte 25, 35,
sondern auch die Enden der Flansche 29, 39 in
der Dickenrichtung durch die vorläufige Schweißung W verbunden.
Entsprechend sind die Flansche fest verbunden, und eine Vergrößerung am
Beginn der Reibrührverbindung
kann verhindert werden.
-
An den ersten Endabschnitten der
hohlen Rahmenelemente 20, 30 können den Flanschen 29, 39 ähnliche
Flansche vorgesehen werden, das heißt an den ersten Einsetzpositionen
der Drehwerkzeuge 340A und 340B, die ähnlich ausgestaltet
sind wie in der 6. Im
Vergleich mit dem Fall des vorläufigen Verschweißens nur
an der Oberseite der hoh len Rahmenelemente kann die Länge der
Flansche verkürzt werden.
Entsprechend läßt sich
die Länge
der hohlen Rahmenelemente verkürzen.
-
Erfindungsgemäß kann somit, wenn eine Verbindungslinie
mit mehreren Linien einen gleichzeitigen Reibrührverbinden unterworfen wird
und ein Bereich existiert, in dem keine Verbindung auszuführen ist,
oder ein Bereich, in dem das Reibrührverbinden nicht erforderlich
ist, zu Beginn des zweiten Verbindungsvorgangs eine gute Reibrührverbindung
erhalten werden, und das Verbinden läßt sich in kurzer Zeit ausführen.