JP2000510768A - 複数部品組立体及びこれを製造するための摩擦溶接法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、複数部品組立体、特に3部品組立体を作るための方法に関連しており、少なくとも1つのフラット金属部分(1)と1つの金属ベース(2)が相互に押し付けられて接続されるべき構造体(4)を形成し、テーパ端部(5)を備え、フラット金属部品(1)と構造体(4)の溶融点よりも高い材料から形成された接合部品(3,3a)が相対的に回転して溶融材料(7)を形成し、接合部品(3,3a)がフラット金属部品(1)を貫通するまで相互に押し付けられ、ベース(2)とフラット材料部分(1)との間に材料溶接ジョイント(9)を形成するための溶融材料が与えられる。本発明は、これに対応して製造された複合部品接合及びこれに関連した接合部品(3)の形成に関する。本発明の好ましい範囲は、軽金属部品の接続であり、詳細には自動車の構造における本体部品である。

Description

【発明の詳細な説明】 複数部品組立体及びこれを製造するための摩擦溶接法 本発明は、複数部品組立体を製造するための方法と、複数部品組立体と、複数 部品のための接合部品及び複数部品組立体を製造するための装置に関する。 摩擦溶接法により部品を接合するための方法が米国特許第3,477,115号から知 ることができる。この特許明細書には重ね合わされた2枚の金属板が記載されて おり、回転接合部品が、既存のボアを介し、あるいは、回転リベット状部品によ ってボアの内容物を溶融し排出することによって、上側の板により加圧状態で駆 動される。回転接合部品は下側の板と摩擦接触し、摩擦溶接接合が下側の板と接 合部品との間に作り出されるようになっている。この結果行われた材料接合には 上側の板は含まれておらず、大まかに言えばリベットジョイントのように下側板 と接合部品とを確実に保持しているだけである。このような2枚の板の間の結合 は、弛められ、高い応力に対し耐えることができない。 顕著に異なる耐熱性を有する材料から作られた、対称的に回転するよう設計さ れたワークピースの材料接合の方法が、ドイツ特許出願番号第DE3101227A1号か ら知ることができる。この方法は摩擦溶接法である。DE3101227A1号には、実際 の溶接工程を行う前に、金属ワークピースを、より高い耐熱性で仕上げることを 提案している。ワークピースをより高い耐熱性に仕上げることは、溶接されるべ き面が摩擦溶接機械の回転軸に対し確実に垂直方向に配向することと、より低い 耐熱性を有するワークピースの溶接面の均一な摩耗、そしてこれに伴う、より均 一な加熱が有効であるようにすることを確実にしなければならない。完璧な溶接 に悪影響を及ぼす酸化表皮も仕上げにより取除かなければならない。 複数部品組立体の強度が高められるような手段で複数部品組立体を作り出す方 法を提供することが本発明の1目的である。強度が高まった複数部品組立体も望 まれる。本発明のさらに別の目的は、複数部品組立体の接合部品を提供し、これ によりこの種の複数部品組立体が確実に形成されるようにすることである。複数 部品組立体を製造するための構造的に簡単な装置も提供する。 本発明は、複数部品組立体、詳細には、3部品組立体を製造するための方法に 関し、少なくとも一つのフラット金属部品と金属ベースが相互に押し付けられ、 前記フラット金属部品よりも高い溶融点を有する材料から構成された、テーパ形 状の端部を備える接合部分で接合される構造体を形成するようになっており、こ の構造体が相互に回転して溶融材料を形成し、接合部品がフラット金属部品を貫 通するまで一方が他方を押し付け、ベースとフラット金属部材との間に材料溶接 ジョイントを形成するための溶融材料が、これらベースとフラット金属部材の間 に付与されることになる。 本発明は、更に、一方が他方の上に配置されて構造体を形成するようになって いる、少なくとも一つのフラット金属部品と一つの金属ベース、および回転によ って構造体に部分的に打ち込まれ、該構造体を貫通する端部が接合点においてベ ースまたはフラット金属部部品で摩擦溶接ジョイントを形成するようになってい る接合部品と、から構成された多数部品組立体を提案する。該組立体は、接合部 品が貫通しているベースとフラット金属部品が、実質的に接触平面に存在し、接 合部品を環状的に取り囲む共通の接合材料を有することを特徴とする。 本発明は、複数部品組立体の接合部品を提供し、該接合部品は、少なくとも部 分的に構造体に突出するテーパ端部部分を有する。 本発明は、さらに複数部品組立体を製造するための装置を提供しており、該組 立体は少なくとも2つの重ねられた部品により形成された構造体を保持するため の保持ユニットと、駆動ユニットに接続され、少なくとも回転軸の方向に駆動可 能であり、接合部品を固定するための回転可能な把持ユニット、および把持ユニ ットを接合部品と共に動かし、接合部品が構造体上に運ばれ構造体の中に入るよ うにする推進ユニット、把持ユニットと駆動ユニットとの間に配置され、把持ユ ニットに接続されたブレーキシステムを有するクラッチベースと、から構成され ている。 複数部品組立体を作るための本発明に関する方法において、少なくとも一つの フラット金属部品と金属ベースが構造体を形成するように重ねられている。テー パ端部を有し、フラット金属部品の溶融点より高温の溶融点を有する材料から形 成されている接合部品と構造体が相対的に回転して溶融材料を作り出し、相互に 押し合うようになっている。この工程の間、接合部品が構造体を貫通する。フラ ット金属部品とベース面の溶融後、接合部品が構造体に進んで回転するために、 溶融材料の少なくとも一部が２つの部品の間を通る。溶融材料が冷却されると、 環状の直接的な材料溶接ジョイントがベースと平坦材料金属部品との間に形成さ れ、各ケースにおいて一般的に接合部品と構造体の２つの部品の間に更に材料結 合が形成される。この手順のために、既知の複数部品組立体に対し、構造体を形 成する部品が相互に材料的に接合されると、強度が高まった複数部品組立体を形 成することになる。 この構造体は、静止状態で構成されているのが好ましく、この工程の間、接合 部品が回転可能に配置されている。溶融材料は、接合部品の回転によって回転す るように設定されており、溶融材料は、接合されるべき部品の間に配置されるよ うになっている。この構造体の静止配列は、構造体が本件のように比較的大型の 部品、例えば車両本体の部品で構成される場合に、好ましい。接合を形成するの に要求されるエネルギーは、回転速度ともに上昇し、より早い処理を行うことが できる。 本発明に関する方法において、接合部品は構造体に対し回転して押し付けられ る。接合部分が動いている間、乾燥摩擦が接合部分と構造体の間で発生する。接 合部品のテーパ端部は、構造体を容易に貫通する。接合部品と構造体の接触面積 は、貫通工程の間増大する。接合部品と構造体の間の摩擦動作は、接合部品と構 造体の間の面積が増大すると、大きくなる。摩擦エネルギーは熱に変換され、構 造体と、可能性のある接合部品が摩擦領域内で溶融するようになる。接合部品の テーパ設計、特に極めてフラット先端のために溶融材料が接合部品によって半径 方向外方に押し付けられる。この変位工程によって、溶融材料が構造体の部品の 間で押し付けられることになる。部品間の狭いギャップにおける毛管現象により 部品間の溶融材料の導入が行われる。 接続部品と構造体の間の摩擦は、接合工程の間減少する。これは乾燥摩擦から 混合摩擦に移行する。混合摩擦とは、液体及び乾燥摩擦が接合部品と構造体の間 に存在することである。溶融材料は、加圧状態で円錐状環状ビードにおける周縁 領域内に集められ、上方に逃げることはない。接合に導入されたエネルギーは上 昇しつづけるので、摩擦は混合摩擦から液体摩擦に移る。乾燥摩擦から液体摩擦 への移行において、摩擦係数が減少するので、温度上昇は、接合部品の一定速度 において限られた程度にまで可能なだけである。このように、接合部品または構 造体の速度が、溶融材料の所定の状態に達した後に、好ましくは、接合部品が停 止するまで、急速に減少することが提案されている。従って、溶融材料が冷却さ れると、剛性のある接合が接合部品と構造体との間に作り出される。 溶融材料の状態は、温度あるいは、間接的には、摩擦力すなわち接続部品と構 造体との間に一般的に存在する摩擦モーメントによって定義することができる。 次いで、摩擦力すなわち接合部品と構造体との間の摩擦モーメントの時間ごとの 変化が、所定の所望の値以下に降下するか、溶融材料の温度がほとんど静止状態 に達したときに接合部品が監視される、詳細には、1秒以下に減速されのが好ま しい。 本発明によれば、接合部品が所定の力をかけて、もしくは所定の推力をかけて 構造体に押し付けられる。接合部品が、減速過程の前よりも減速過程の後、また は減速過程の間により大きな力で構造体を押し付けられた場合に有効であると証 明された。減速の過程中、または過程後に接合部品を貫通させるために、回転溶 融材料が接続されるべき部品の間で著しく押し付けられることになる。接合部品 は、減速前の力の1.3から2.5倍、好ましくは1.5倍の大きさの力で最後の減速位 相中に押し付けられる。 さらに有効な工夫に関し、接合部品は、構造体の本体よりも高い強度を有する 材料から構成されていなければならない。接合部材は、表面保護を与えることの できる鋼、もしくは鋼合金から構成されているのが好ましい。構造体を形成する 1つか2つの部品が軽量金属、詳細には、アルミニウムまたはアルミニウム合金か ら構成されているのが好ましい。接合されるべき部品が同一の金属から構成され ている構造体の設計が好ましい。 複数部品組立体を形成する本発明の好ましい実施例に従って、工程を実施する 際に、構造体を形成するようにフラット金属部品とベースとが重ねられ、装置の 保持ユニットで固定される。接続部品は、駆動ユニットに接続された装置の回転 可能な把持ユニットに固定され、構造体の上に配置される。接続部品は、把持ユ ニットにより所定の力または所定の推力で所定速度の回転運動を行うように構造 体に設定される。接合過程の間に形成された溶融材料が、所定の接続点において 、特定の状態に達すると、把持ユニットは駆動ユニットから係合が解除され、制 御された状態で減速され、付加的な力を付与しながら構造体に対し押し付けられ る。 本発明のさらに別の態様は、複数組立体、詳細には、3部品組立体、さらに詳 細には本発明の関する方法によって作り出された組立体に関する。複数部品組立 体は、構造体を形成するように重ねられた少なくとも1つのフラット金属部品と 金属ベース及び回転により構造体に打ち込まれ、構造体に突出する端部がベース またはフラット金属部品に対する接続点において摩擦溶接接合を形成するような 接合部品と、から構成されており、主に接触面に存在し、接合部品の周りを取り 囲む一般的な材料溶接ジョイントを有する接合部品がベース及びフラット金属部 品を貫通している。 構造体は、2つの類似した重ね合わされた部品、詳細には、2枚の重ね合わされ た金属板により構成されるのが好ましい。接合部品は、構造体よりも高い強度を 有する材料から構成されるのが好ましい。例えば、接合部品を鋼または鋼合金か ら構成できる。 接合部品の端部は、設計上ほぼ円錐状であるのが好ましい。接合部品の円錐状 端部のベースは、端部を接合する接合部品部分の断面積よりも小さい面積にでき る。円錐端部は、先の尖った円錐状または尖がっていない円錐の形態に設計でき る。 複数部品組立体を製造する工程中、接合部品と構造体との間の摩擦を高めるた めに、テーパ状端部の面は、より粗くなっているのが好ましい。 さらに有効な本発明に関し、端部は半径方向外方に延びている溝を有していな ければならないことを提案する。半径方向外方に延びる溝は、円周方向に見て鋸 の歯状の形態に設計されるのが好ましい。溝は、収納ポケットを形成しており、 結果的に得られた溶融材料が蓄積され、乾燥摩擦から混合摩擦への移行が遅れる ようになっている。さらに、溶融材料は、半径方向外方に延びる溝を介し半径方 向外方に排出される。 接合部品の更なる有効な実施例によると、接合部品は少なくとも一つのツール 係合領域を有する。ツール係合領域は、多角形、好ましくは外方向、もしくは内 側に配置された8角形の形状に設計でき、接合部品は、ツールを接合部品のツー ル係合領域に導入することにより回転するようになる。 本発明の更なる工夫によれば、複数部品組立体、詳細には3部品組立体を製造 するための装置が提案されている。装置は、駆動ユニットに接続され、少なくと も回転軸方向に駆動され、接合部品を固定するようになっている回転可能な把持 ユニットから構成される。把持ユニットは推進ユニットに接続されており、接合 部品が所定の力で所定の推進速度で構造体に入ることができるようになっている 。クラッチが把持ユニットと駆動ユニットとの間に配置されており、把持ユニッ トが駆動ユニットから短時間ではずれるようになっている。把持ユニットを減速 する制動システムが把持ユニットに接続されている。装置は、閉ループ及び開ル ープ制御システムを有するのが好ましく、駆動ユニット、結合工程及び減速工程 の速度が制御されるようになっている。 把持ユニットは、電気駆動モータもしくは空気圧で駆動されるのが好ましい。 溶融材料の容積は、金属板が結合スタッドに接続されると比較的小さく、溶融 材料が比較的短時間で硬化されることが指摘されている。シフト工程中に溶融材 量が所望の状態を維持するために、シフト工程は比較的短時間で実行されなけれ ばならない。この目的のために、クラッチは、電磁的に、空気圧的に、もしくは 油圧的に作動可能であるように提案されている。可能なかぎり短時間で制御され た減速工程を行うために、制動システムは、ディスクブレーキからなるのが好ま しい。あるいは、ブレーキシステムは渦電流ブレーキの形態で設計できるのが好 ましい。 本発明の更なる利点と特徴は、図面に図示した実施例を参照して記載する。 図1、図2、及び図3の各々は、複数部品組立体を製造する工程中の段階を概略 的に表す。 図4は、複合部品組立体の製造中の工程の段階を拡大図で表す。 図5は、複合部品組立体の製造中の特徴的値のグラフである。 図6は、前方から見た場合の接合部品の第1の実施例を表す。 図7は、図6に関する接合部品を下から見た斜視図である。 図8は、前方から見た場合の接合部品の第2の実施例を表す。 図9は、図8に関する接合部品を下から見た斜視図である。 図10は、前方から見た場合の接合部品の第3の実施例である。 図11は、図10に図示した接合部品の下側からの斜視図である。 図12は、接合部品の第4の実施例を表す。 図13は、図12に図示した接合部品の平面斜視図である。 図14は、複数部品組立体を形成するための装置の斜視図の概略的図である。 図15は、装置の詳細を概略的に表す。 図16は、複合部品組立体フレームの詳細を図示する。 複合部品組立体を製造するための方法が、好ましい実施例を参照して、以下に 詳細に記載されている。図示した実施例では3部品組立体である。説明では、3つ 以上の部品からなる複数部品組立体に変更できる。 図1は、複数部品組立体を製造する工程中の第1段階を概略的に表す。図1は、 フラット金属板1及び金属ベース2(これもフラットである)が重ねられている段階 を図示する。これらは構造体4を形成することになる。接合部品3は、構造体4の 上に配置されている。接合部品3は、断面においてほぼ円形である。これはテー パ状端部5を有する。端部5は、切頭円錐の形態であり、本体1の方向に向いてい る。 構造体4は静止状態に保持されている。接合部品3が軸6の周りを回転しながら 駆動可能である。接合部品3は、駆動ユニットにより軸6の周りを回転するように 設定される。接合部品3は、軸6の周りを回転することによって構造体4に押し付 けられる。 図2は、接合部品3が端部5で、構造体4のフラット金属部品1に貫通する過程の1 段階を表す。接合部分3の回転中、フラット金属部品1が最初に可塑化され溶融さ れる。同じことが部分的に接合部品3にも行われる。 図3は、過程の最終段階を示している。接合部品3がフラット金属部品1を貫通 し、部分的には、構造体4のベース2を通る。材料接合は、接合されるべき接合部 品3または2つの部品1及び2との間で形成される。図3に図示するように、溶融材 料7の割合は、部品1，2の共通接触面8において硬化した後に、接合部品3を環状 状態に取り囲む材料接合9を形成する。 過程のより詳細な説明が図4を参照してなされている。図4は、部分的に構造体 4を通っている接合部品3を図示している。接合部品3は円錐状にテーパ状態にな っている端部5を有する。接合を形成している間、接合部品3は、回転軸6の周り を回転する。回転軸6は、接合部分3の長手方向の軸と一致している。接合部品3 のテーパ状端部5がフラット金属部品1と接触するようになる場合、接合部分3と 構造体4のフラット金属部品1との間に摩擦が発生する。これは、最初に、フラッ ト金属部品1と接合部品3との間の乾燥摩擦となる。接合部材3は軸6の長手方向に シフトされ、連続して構造体4を通るようになっている。貫通過程中、接合部品3 と金属部品1との間の摩擦面は、円錐状にテーパ端部5の面が金属部品1に完全に 接触するまで上昇する。熱が、接合部品3と部品1との間の摩擦により発生し、こ の熱のために、最初にフラット金属部品1が可塑化し、摩擦熱の形態でエネルギ ーを常時供給している間、テーパ端部5の接触領域において液化に導くことにな る。乾燥摩擦が、乾燥摩擦と液体摩擦とを含む混合摩擦になる。溶融材料7は、 円錐状にテーパ形端部5のために半径方向外方に押され、テーパ状端部5の外側の 領域で混合摩擦が発生しながら、逆に乾燥摩擦がテーパ状端部5の中で実質的に 発生する。いくつかの影響のために、溶融材料7は構造体４のフラット金属部分1 とベース2との間を通ることになる。一方、溶融材料は、毛管作用により部品1， 2の間のギャップに運ばれる。更に、溶融材料7は、接合部分3の回転のために回 転するよう設定され、溶融材料7は遠心力のために部品1，2の間に押し付けられ るようになる。溶融材料7が所定の接合点において所定の状態に達すると、接合 部品3は、急速に減速され、強まった力で構造体4に押しつけられる。溶融材料7 は、この過程中、構造体4の部品1，2の間に押される。溶融材料7は、部品１と2 の間を通過するので、これらの部品１及び２は材料的に相互に接続され、２つの 部品1，2が接合部品3に材料的に接続されることになる。 図5のグラフは、時間の関数として過程を特徴づけるいくつかの数値を図示し ている。 曲線Aは、複数部品組立体の製造中、摩擦モーメントのタイミングを表してい る。 曲線Aに図示されているように、摩擦モーメントがモーメントｔ_uまで傾斜して 上昇している。摩擦モーメントにおける上昇は、接合部品3が構造体4のフラット 金属部品1に貫通している間、乾燥摩擦における上昇まで減少する。接合部品3の 端部の円錐状テーパ生成により、接合部品3と金属部品1との間の接触面が増大す る。モーメントｔ_uにおいて、乾燥摩擦が混合摩擦に移る。乾燥摩擦から混合摩 擦への移行は多かれ少なかれ現われるものである。乾燥摩擦から混合摩擦への移 行は通常継続される。固体及び液体の摩擦が混合摩擦の場合に存在する。摩擦モ ーメントは連続して減少する。摩擦モーメントの減少は、混合摩擦の乾燥摩擦の 減少のためであり、混合摩擦が純粋な液体摩擦となり、ほぼ一定の傾向の摩擦モ ーメントに導くことになる。 曲線Bは複数部品組立体を製造するための過程中の温度傾向を概略的に表して いる。温度傾向によると温度の顕著な上昇がモーメントｔ_uまで接合点の領域に 記録されている。温度上昇は、乾燥摩擦によって発生した熱放出が高まるためで ある。より小さい温度上昇はモーメントｔ_u後に現われており、摩擦モーメント が減少することによりモーメントｔ_uから摩擦による熱放出がより小さくなるか らである。 時間の関数としての温度傾向、時間の関数としての摩擦モーメントとの間の接 続によって図示するように、モーメントｔ_p以降の過程の後には温度に顕著な変 化が記されていない。モーメントｔ_pにおいて、混合摩擦は液体摩擦になる。ほ ぼ均衡な状態がモーメントにおいて溶融材料内で達成されている。このモーメン トにおいて、接続部品が上昇した力で構造体に押し付けられる。 図6及び7は、接合部品3の第1の実施例を表す。接合部品3は、実質的に6角形の カラー10を有する。シャンク11はカラー10に隣接している。シャンク11は、実質 的に円錐端部5を有する。円錐端部5の面は、角度αだけ傾斜する。角度αは、5 度から10度まで、詳細には7度であるのが好ましい。図6に図示するように、シャ ンク11は、設計上円錐形である。これは、端部5に向かってテーパ形状となって おり、シャンク11の面の傾斜角βは、傾斜角βよりも実質的に小さい。傾斜角β は1度であるのが好ましい。 6角形のカラー10は、ツール係合に使用されており、接合部品3はカラー10に保 持されて回転するように設定されている。 図8、9は、接合部品３の別の実施例を表す。接続部品3は断面において6角形の カラー10を図示している。シャンク11はカラー10に隣接している。シャンク11は カラー10からテーパ状になっている。切頭形円錐形態の端部5がシャンク11と隣 接している。端部5の面の傾斜は切頭円錐形状でテーパ形状になっており、約10 度から15度、すなわち13度であるのが好ましい。 図10と11は、接合部品3のさらに別の実施例を図示している。接合部品３は実 質的に6角形のカラー10を有している。シャンク11はカラー10に隣接している。 シャンク11は、中央に形成された切頭式円錐状部分12からなる端部5を有する。 半径方向外方に延びている溝13が切頭円錐状部分12から発せられる。円周方向か ら見たときに、溝13は設計上鋸の歯形状である。各溝13の深さが半径方向外方に 深くなっている。溝13のエンベロープは部分12とともに切頭円錐を形成する。理 論上のエンベロープの傾斜は、図6に図示するように傾斜βの角度に実質的に対 応する。 図6に図示するような接合部品3の修正例が図12と13に図示されている。接合部 品3は、断面が円形であるカラー10を有する。カラー10に対向した端部において 円錐端部5を有するシャンク11がカラー10と隣接している。相互に等距離離れて 形成された4つのツール係合領域15がシャンク11に対向するカラー10の端面14に おいて共通の外周上に形成されている。ツール係合領域15は、円周方向から見て 三角形である三角形の形態で設計されている。各ツール係合領域15は、ツールの ための末端支持面16を有する。ツール係合領域15の設計は、結合部分3が時計方 向にのみ回転することができるようになっている。 図6から13に図示された接合部分3の実施例では、接合部分の質量、すなわち蓄 熱容量が減少される。 図14は、複数部品、詳細には、3部品組立体を製造するための装置を図示して いる。装置はフレーム18を備えている。前進スライド19がフレーム18上に配置さ れている。把持ユニット21に接続されている駆動ユニット20が進行スライド19上 に配置されている。把持ユニット21は、スライド19とともに回転軸22の方向に進 行できる。把持ユニット21は、接合部品3を把持するのに使用されるが、図示さ れていない。図示されていないが、推力ユニットがスライド19に接続されており 、把持ユニット21に保持された接合部品が保持ユニット23に保持された構造4上 そして保持ユニット23内に入れられる。把持ユニット21がクラッチ・ブレーキユ ニット27に接続されている。 クラッチ・ブレーキユニット27が図15に概略的に図示されている。駆動ユニッ ト20から出ている駆動軸28が、前部端部において出力ディスク30と摩擦接触でき るクラッチディスク29を有する。駆動軸28からクラッチディスク29を介し出力デ ィスク30への駆動モーメントの伝達を改善するために、出力ディスクが環状摩擦 ライニング31を有する。出力ディスク31が駆動ユニット21に接続されたシャフト 32上に形成されている。シャフト32は、把持ユニット21に対しプラス方向及び非 プラス方向に接続されている。シャフト32は、クラッチ・ブレーキユニットのハ ウジング33内に回転可能に取り付けられている。ベアリング34，35がこの目的の ために設けられている。 クラッチ29が出力ディスク30と摩擦接触する場合、把持ユニット21が駆動ユニ ット20にしっかりと結合され、把持ユニット21は、駆動ユニットが始動すると回 転するようにっている。クラッチディスク29と出力ディスク30とが接触しないよ うになり、シャフト32を自由作動させることができる。このために、出力軸30と ともにシャフト32は回転軸22の方向に可動に取り付けられている。 図15に概略的に図示されているブレーキ34は把持ユニット21を減速するように 設けられている。ブレーキ34は、ドラムの形態で設計されており、出力ディスク 30の外側縁がドラム34の内面と摩擦接触するようになっている。ブレーキドラム 34は、ハウジング33と回転可能に係合される。クラッチディスク29と出力ディス ク30とが完全に分離されるときだけブレーキ過程が発生するようにハウジング33 内に構成されるのが好ましい。 図16は、本発明にかかる方法によって2つの中空断面の間の接続を図示する。 中空断面24，25は、例えば角度90度で相互に接続されたフレーム脚部である。L 形状の接続片26が中空断面24及び25内に貫通する。接続片26は、図示したように H輪郭の形態で設計されている。接続片26は、把持効果により断面25，26に導入 されるように設計されているのが好ましい。断面24がカラー10を備えた接合部品 3によって接続片26に接続されており、カラー10からシャンク11が接合部品26に まで延びている。円錐形状に設計された端部5がシャンク11と隣接している。端 部5は接続片26を貫通している。接続部品3のカラー10が中空輪郭24に接触する。 中空輪郭24は接触共通面8bの領域において接続片26に材料的に接続されている。 材料接続は、接合部品3のシャンク11を環状的に取り囲む。接合部品3は、中空断 面24の壁と接続片26の壁の双方に材料的に接続されている。 中空断面25は、接続部分3aにより接続片26に接続されている。中空断面25と接 続片26との材料接続と同様に、接続部分3aの中空断面25への接続は、接続部分3 の中空断面24への接続または中空断面24の接続片26への接続に類似する。接続部 分3aはカラーを有していないという点に関し、図16に図示した接続部品とは異な る。従って、接続部分3aは、中空断面25の表面とともに終わることになる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 複数部品組立体、特に3部品組立体を形成するための方法であって、 少なくとも１つのフラット金属部品(1)と金属ベース(2)が相互に押し付けられ て接続されるべき構造体(4)を形成し、 テーパ端部(5)を備え、前記フラット金属部品(1)および構造体(4)よりも高い 溶融点を有する材料からなる接合部品(3，3a)が相対的に回転して溶融材料(7)を 形成し、前記接合部品(3，3a)が前記フラット金属部品(1)を貫通するまで相互に 押し付けられて、前記ベース（2）と前記フラット金属部品（1）との間に材料溶 接ジョイント（9）を形成するための溶融材料が前記ベース（2）と前記金属部品 （1）との間にもたらされるようになっていることを特徴とする方法。 2. 前記構造体（4）は静止しており、前記接合部品（3，3a）は回転することを 特徴とする請求項1に記載の方法。 3. 前記接合部品（3，3a）および前記構造体（4）の速度は、前記溶融材料（7 ）の所定の状態に達した後に制御された状態で減速されることを特徴とする請求 項1または2のいずれかに記載の方法。 4. 前記速度は、前記接合部品（3，3a）及び前記構造体（4）が停止し始めるま で減速されることを特徴とする請求項3に記載の方法。 5. 減速中及び減速後に、該減速過程前の2倍までの力で前記接合部品（3，3a） 及び前記構造体（4）が互いに押し付けられることを特徴とする請求項3または4 のいずれかに記載の方法。 6. 前記力は、前記減速過程の1.5倍であることを特徴とする請求項5に記載の方 法。 7. 前記接続部品（3，3a）は、前記構造体（4）の前記フラット金属部品（1） よりも大きい強度を有する材料から構成されることを特徴とする請求項1から6の いずれかに記載の方法。 8. 前記接合部品（3，3s）は、鋼または鋼合金から構成されていることを特徴 とする請求項1から7のいずれか１つに記載の方法。 9. 前記フラット金属部品（1）または前記ベース（2）は、軽金属好ましくはア ルミニウム、アルミニウム合金から構成されていることを特徴とする請求項1か ら8のいずれか１つに記載の方法。 10．前記フラット金属部品（1）と前記ベース（2）は、同一材料からなることを 特徴とする請求項9に記載の方法。 11．前記材料はアルミニウムであることを特徴とする請求項10に記載の方法。 12．前記ベース（2）は、前記フラット金属部品（1）よりも厚いことを特徴とす る請求項1から11のいずれか１つに記載の方法。 13．前記フラット金属部品（1）と前記ベース（2）は同一の厚さであることを特 徴とする請求項1から11のいずれか１つに記載の方法。 14．前記フラット金属部品（1）と前記ベース（2）は、前記構造体（4）を形成 するように相互に配置され、装置の保持ユニット（23）に保持されるようになっ ており、 前記接合部品（3,3a）は駆動ユニット(20)に接続された前記装置の回転可能把 持ユニット（21）に固定されて前記構造体（4）上に配置され、 前記接合部品（3,3a）は、前記把持ユニット（21）とともに、前記構造体（4 ）上に、そして該構造体（4）の中に入るように、所定の速度で所定の力及び所 定の推力を使って回転動作が行われ、 前記把持ユニットは前記駆動ユニット（20）から結合が外れて、前記フラット 金属部品（1）とベース（2）との間の前記接続点（9）において前記溶融材料が 所定の状態に達した後に、急速に減速されることを特徴とする請求項1から13の いずれか一つに記載の方法。 15．構造体(4)を形成するように相互に配置された少なくとも１つのフラット金 属部品(1)と１つのベース(2)と、 回転により駆動されて前記構造体(4)に部分的に入れられる接合部分(3,3a)と から構成され、該接合部品(3,3a)の、該構造体(4)の中を通る前記端部(5)が前記 ベース(2)または前記フラット金属部品(1)とともに摩擦溶接ジョイントを接合点 (9)において形成するようになっており、 前記ベース(2)と前記接続部分(3,3a)により貫通した前記フラット金属部分(1) が、ほぼ接触面に存在し、前記接合部品(3,3a)を環状的に取り囲む材料接続部(9 )を有していることを特徴とする複数部品組立体。 16．3部品組立体である請求項15に記載の複数部品組立体。 17．請求項１から１４のいずれか１つの記載に従って作られた請求項１５または １６に記載の複数部品組立体。 18．前記構造体(4)は2つの類似した重ね合わされた部品(1,2)からなることを特 徴とする複数部品組立体。 19．前記接合部品(3,3a)は、前記構造体(4)の前記部分(1,2)よりも高い溶融点ま たは強度を有する材料からなることを特徴とする請求項15または18のいずれかに 記載の複数部品組立体。 20．前記接合部品(3,3a)は、鋼、または鋼合金からなることを特徴とする請求項 15から19のいずれか1つに記載の複数部品組立体。 21．前記構造体(4)の前記部分(1,2)は、軽金属からなることを特徴とする請求項 15から20のいずれか1つに記載の複数部品組立体。 22．前記軽金属は、アルミニウム、またはアルミニウム合金であることを特徴と する請求項21に記載の複数部品組立体。 23．前記部品(1,2)は同一材料から形成されていることを特徴とする請求項21ま たは22のいずれかに記載の複数部品組立体。 24．前記構造体(4)に少なくとも部分的に突出するテーパ端部(5)を有することを 特徴とする請求項15から23のいずれか1つに記載の複数部品組立体の接合部品(3, 3a)。 25．前記端部(5)は、設計上ほぼ円錐形であることを特徴とする請求項24に記載 の接合部品(3,3a)。 26．前記端部(5)は、半径方向外方に延びる溝(13)を有することを特徴とする請 求項24または25のいずれか1つに記載の接合部品(3,3a)。 27．前記溝(13)は、外周方向から見て鋸の歯形状であることを特徴とする請求項 26に記載の接合部品(3,3a)。 28．少なくとも1つの係合領域(15)を有することを特徴とする請求項24から27の いずれか1つに記載の接合部品(3,3a)。 29．少なくとも2つの重ねられた部品(1,2)により形成された構造体(4)を保持す るための保持ユニット(23)と、駆動ユニット(20)に接続されており、少なくとも 回転軸(22)の方向に駆動可能な、接合部品(3,3a)を固定するための回転把持ユニ ット(21)と、該把持ユニット(21)を前記接合部品(3,3a)とともに動かして該接合 部品(3,3a)が前記構造体(4)上及びこれの中に入るようにできるようにする推進 ユニットと、前記把持ユニット(21)と前記駆動ユニット(20)との間に配置され、 前記把持ユニットに接続されたブレーキシステムを備えたクラッチと、 を備えた複数部品組立体を作るための装置。 30．前記保持ユニットは、相対的に動かすことのできる少なくとも2つの保持ジ ョーを備えていることを特徴とする請求項29に記載の装置。 31．前記駆動ユニット(20)は、電気駆動式モータからなることを特徴とする請求 項29または31のいずれかに記載の装置。 32．前記クラッチは、空気圧的、電磁気的、または油圧的に作動可能であること を特徴とする請求項29から31のいずれか1つに記載の装置。 33．前記ブレーキ系はディスクブレーキからなることを特徴とする請求項29から 32のいずれか1つに記載の装置。 34．前記装置は、閉ループ及び開ループ制御システムからなることを特徴とする 請求項29から33のいずれか1つに記載の装置。