JPH0751320B2 - 接合装置および接合方法 - Google Patents

接合装置および接合方法

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JPH0751320B2
JPH0751320B2 JP2174655A JP17465590A JPH0751320B2 JP H0751320 B2 JPH0751320 B2 JP H0751320B2 JP 2174655 A JP2174655 A JP 2174655A JP 17465590 A JP17465590 A JP 17465590A JP H0751320 B2 JPH0751320 B2 JP H0751320B2
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workpiece
pressure
path
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JP2174655A
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エルンスト・ペッヒャ
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ビエロマティク・ロイツェ・ゲーエムベーハー・ウント・ツーオー
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は少くとも１つの部品を弾性復元力のある材
料、特にプラスチック材料で作られたワークピースに付
着して固定する接合装置および接合方法に関する。
従来の技術 弾性的に復元力があって、接合しようとする側面の反対
側からは接合圧力に抗して直接には支持できないワーク
ピースの場合、たとえば押出ブロー成形処理で特に高分
子量のポリエチレンから作られているプラスチックの燃
料コンテナの場合には、接合部品に対して十分な品質の
接続部品を設けることが難しかった。しかし、たとえば
燃料コンテナの接合域から内容物が漏れる恐れがあるの
で、接合部分での品質はしばしば極めて重要になる。接
合品質は、取付中のワークピースの変形に依存するばか
りでなく、製造許容量にも依存する。上述の形式のコン
テナの場合の品質は、たとえばほぼ±0.5％であり、非
常に高品質である。予備加熱してワークピースの可塑化
を始める前に、小さい力で接合ポイントを調べこの調べ
ることにより製造許容差を補償し、調査結果により溶接
用の停止具を介して溶接ユニットと接合部品の送りの調
整をする試みがある。
発明が解決しようとする課題 しかし溶接ユニットの圧力と接合部品の圧力がかかって
いる状態では、ワークピースの接合ポイントの付近が復
元力を備えながらそり、このそりにより接合ポイントの
位置が平行に移動せず、傾いた斜面となる。このそる量
はワークピースの劣化の状態および製造許容量を条件と
してワークピースの壁厚に依存するので、同様のワーク
ピースでもこのそりの値あるいはたわむ値を一定にでき
ない。劣化がないワークピースはさらに軟かく、非常に
劣化したワークピースに比べて大きくそる傾向がある。
このため公知の装置や方法では接合品質を改善できなか
った。
この発明の課題は、公知の解決法の欠点を解消し、接合
ポイント付近で弾性的に柔軟な復元力があるワークピー
スに対して一定の品質で接続部品を取付けることができ
る上述の形式の接合装置および接合方法を提供すること
である。
課題を解決するための手段 第１発明は、次のような付着接合、すなわち、接合部品
（11）と、付着結合形成時の接合加圧によって接合ポイ
ント（13）が弾性変形するような弾性特性を有するワー
クピース面（17）の接合ポイント（13）との付着接合、
を含む接合を行うための接合装置において、付着結合形
成時の接合ポイント（13）の弾性変形を補償するための
コントロール手段（20、22）を設け、コントロール手段
（20、22）がワークピース（10）の変形で接合ポイント
（13）を移動させる構成になっていて、その移動が接合
加圧による接合方向に相当する向きに実質的な解放位置
から加圧位置までの移動経路にわたって行われ、ワーク
ピース（10）の変形にともなう前記移動経路に対応し
て、コントロール手段（20,22）が一般に接合部材（1
1）と接合ポイント（13）を前記接合方向に動かす構成
になっていることを特徴とする接合装置を要旨としてい
る。
第２発明は、接合ポイント（13）の付近において接合方
向（矢印19）でかつ接合面（16）に直角に圧力に依存す
るようにして、異なる関連位置で弾性的復元力のあるワ
ークピース面（17）に対して少くとも１つの接合部品
（11）を付着して取付ける方法であり、まず、ワークピ
ース面（17）が１つの操作で圧縮負荷状態において接合
ポイント（13）のどのようなでこぼこにも合うようにす
るために補償され、それからワークピース面（17）が所
定の材料深さにわたり可塑化され、および／または、ワ
ークピース面（17）と接合部品（11）が、特に同時に可
塑化された接合表面（15）において１つの操作により圧
縮負荷状態下で取付けられる構成になっており、最初に
ワークピース（10）の弾性変形によって接合ポイント
（13）が接合面（16）に対して実質的に直角にたわみ、
それからワークピース面（17）に応じた操作が経路に依
存して行なわれることを特徴とする接合方法を要旨とし
ている。
実施例 この発明によれば、前記課題は、上述の形式の装置によ
り解決される。つまり、補償装置が、位置の変化を少く
とも部分的に除去もしくは実質的にすべて除去するため
に設けられている。接合領域は、圧縮負荷状態であり、
この圧縮負荷状態は接合処理の準備操作中あるいは実際
の接合時に生じるものである。この装置は任意的に同時
に前記製造許容量を測定しかつ除去することができる。
一方では復元力の量を補償するために、他方では復元力
の特性のために、すなわちたとえば接合領域で生じ得る
傾斜のために別々に補償装置を設けることもできる。
次のように配置するのが適当である。つまり接合領域の
復元力は、たとえば空気圧により位置を固定しようとし
ても防止できない。その代わり復元力は接合領域または
接合領域のすぐ近くにおいて測定され、非接触による測
定とは全く逆の機械的接触により基準を決めるのが好ま
しい。この発明の構成では、すべての場合、接合処理の
ために接合ポイントに圧縮負荷をかける準備をし、しか
も位置変化の大きさと特性には影響をうけないように接
合処理中に接合部品の加圧をすることができる。これに
より、接合ポイントは圧縮負荷状態でそる。
この発明の装置と方法では、たとえば接着、冷間圧接、
などにより付着して固定するが、好ましい使用例として
は溶接により固定することができる。ワークピースと接
合部品のいっしょに接合しようとする両方の表面は、所
定の深さまで加熱により可塑化される。それから可塑化
した状態で所定の深さにそって互いに加圧される。この
あと両表面が冷却されて接合領域を固化する。この発明
の構成は、弾性復元力のあるラバーでできた中実部品の
ワークピースにも適用できる。
この発明によれば、ワークピースの接合ポイントの位置
を測定する位置センサはできるだけ接合ポイントに近接
して配置される。しかも位置センサは限られた力で関連
のワークピース面に適用されるので、この限られた力に
より接合ポイントがそって位置的に変化してしまうこと
がない。その代わり前記位置的な変化は、別の予備加圧
装置を用いることにより圧縮負荷状態で生じさせるので
ある。この位置的変化は準備操作または実際の接合処理
における位置的変化と実質的に同じである。そのため予
備加圧装置は、溶接加熱手段自体により形成することが
できる。前記溶接加熱手段を用いることで、ワークピー
スの接合ポイントは好ましくは所定の操作圧力を突然受
ける。つまり、接合ポイントが前記作動圧力に対応する
予備応力を受けてそっている状態である時に、位置セン
サによりその位置が基準値として決められるのである。
この基準値をもとにして、接合ポイントの表面の浸食量
を測定しかつ自動的にコントロールすることができる。
たとえば、ワークピースの接合ポイントに対して接合部
品の接合面が溶融したり浸透することにより接合ポイン
トの表面での浸食した分を決定しかつ自動的にコントロ
ールするのである。
準備適応処理が、ワークピースの接合ポイントの通常比
較的に粗い面またはでこぼこ面を平準化または平滑化す
るために行われ、そして前記接合ポイントが比較的大き
い接触圧力の負荷をうけている場合には、この圧縮負荷
をかけ始める時に、すなわち適応処理を開始する前に、
接合ポイントと関連する参照ポイントを用いて位置の測
定を行うのが適当である。この適応処理が行なわれたあ
と、圧縮負荷が突然減少される。そのため、加熱ユニッ
トは接合ポイントの表面に浸透させるような適応処理を
それ以上行わず、接合ポイントは所定深さまで熱により
可塑化され、しかも接合ポイントはワークピースに貯え
られた変形力を伴い加熱ユニットを支えることができ
る。
一方、適応処理の高さは、位置センサにより測定されか
つコントロールできる。可塑化または予備加熱処理は時
間によってもコントロールできる。適応処理の初期段階
での経路または移動量の測定、特に加熱ユニットを送る
ための液体圧式の駆動部の場合の経路または移動量の測
定は、好ましくは調整可能な圧力スイッチにより開始さ
れる。この圧力スイッチが所定の圧縮負荷に達すると、
接合ポイントはもはや変形してそることがなく、経路ま
たは変位測定を行うように切換えられる。
上述の装置または補償装置に代えてあるいは追加して、
この種の装置が圧縮負荷状態で、たとえば適応処理およ
び／または接合処理中に、接合ポイントが傾斜したこと
による位置の変化を決めるようにし、同時に傾斜した位
置の変化を除去するようにすると有利である。このこと
により、圧力負荷要素が自己調整方式であり接合ポイン
トの傾斜による位置の変化にそうように構成することが
特に容易になる。たとえば圧力負荷要素は、接合ポイン
トにほぼ平行な軸に関して回転可能に設けられている。
この軸は、ワークピースの機械的強度率により、接合ポ
イントが最大に傾斜するときの位置の変化をする方向ま
たは最大の傾斜になるであろう方向に対して直角にする
のが適当である。少くとも１つのあるいは好ましくは単
一の位置センサは次のように配置するのが有効である。
つまり、位置センサは接合ポイントの傾斜変形が非常に
小さいかあるいは最も小さくなっている部分付近で測定
を行う。つまり位置センサは、接合ポイント面にほぼ直
角か送り方向にほぼ平行な自己調整用の回転軸を有する
軸面において測定を行うのである。
この発明は、少くとも１つの接合部品を付着して固定す
るための方法を提案する。この方法では少くとも１つの
操作、たとえば適応処理あるいは接合処理が圧縮負荷状
態下で行なわれる。接合ポイントは、前記圧縮負荷とほ
ぼ対応する圧縮負荷により当初たわみをうける。そして
生じた最大のたわみが測定され、それから加工処理が経
路または変位量に従って行なわれる。このため、実際の
加工処理が接合ポイントの復元力に関係なく非常に正確
に行なえる。
同じツールを使用することで、接合ポイントは、加圧下
で適応されしかも実質的に加圧されない状態で可塑化さ
れる。この同じツールは接合部品のワークピースから離
れている側の接合面を可塑化するため使用できる。
特に有効な改良点としては、特に上述の形式の方法にお
いて、接合処理中に生じる接合圧力が測定され、しかも
この接合圧力は試験値を得るために接合経路に関係づけ
られるのである。経路測定系は、製造安定性をもたせる
ために接合処理の終りにおいて接合ポイントまたは参照
ポイントに対する接合部品の位置をチェックするように
使用することができるし、質の高い確実な測定のために
対応する値の処理に使用できる。接合処理を経路に依存
してコントロールすることは、特に装置が数値制御方式
であるときに可能である。経路変換器で測定した接合経
路の大きさが定められる。可塑化した材料の溶融部を押
しのけるために接合処理中に適用すべき力が測定され、
そして品質を確実にする目的からさらに接合処理をする
ことができる。この場合、測定装置である対応の力変換
器は、接合ツールを動かす圧力ユニットにより影響をう
ける。
この発明のこれらの特徴および好ましい利点の別の特徴
は特許請求の範囲、図面および詳細な説明から明らかに
なる。各特徴はこの発明の実施例および他の分野におい
て単独でもサブコンビネーションの形でも実現でき、保
護のため有効な独立した保護可能な構成は特許請求の範
囲に記載されている。
図示例の詳細な説明 第１図〜第５図の装置１は、フレーム２を有している。
フレーム２はガイド４により、下側にあるスライド体３
に対して垂直方向に設けられている。これらのガイド４
は棒状のガイドである。フレーム２に配置された駆動部
５は液体圧または空気圧式の作動シリンダにより構成で
きる。駆動部５はスライド体３を移動自在に取付けるの
に使用する。駆動部５または駆動部５のピストンロッド
と、スライド体３との間には、力測定エレメントまたは
力変換器６を設けることができる。この力変換器６によ
り、スライド体３に作用する圧縮力またはワークピース
からの応力が測定され、しかもこの圧縮力または応力は
信号ラインによりコントロール装置22またはそれに類す
るものに送られる。
スライド体３の下側には、接合ツール７が取付サポート
８によりプレスラムまたはパンチのような方式で容易に
交換できるように固定されている。接合ツール７の下に
は、溶接加熱手段の加熱ユニット９が重量を補償するや
り方で設けられている。加熱ユニット９は、図示しない
やり方によりスライド体３と接合ツール７に対して側方
へ移動することができる。加熱ユニット９は作動領域内
あるいは作動領域のすぐ下の１つの位置、および作動領
域の外側にあるもう１つの側方位置に配置される。
装置１は、第１図〜第５図において一点鎖線で示した接
合部品11を、加熱ツールともいう溶接加熱手段により溶
接することにより一点鎖線で示したワークピース10に対
して取付けるためのものである。ワークピース10は高分
子量のポリエチレンを押出ブロー成型処理して作ったタ
ンクである。ワークピース10ははじめ完全に閉じてお
り、形削りしたのちワークピース10から不要物を除去
し、計量し、それから少くとも１つのボア、充填開口ま
たはそれに類するものを形成する。これらの作業は同じ
ツールに固定して行うのが適当である。少くとも１つの
接合部品11が取付けられ、これにより、ワークピース10
に比べて小さい充填接続部、ガス抜きニップル、タンク
またはそれに類するものを固定するための取付サポート
を形成することができる。接合部品11は、ワークピース
10の壁12の外側の平坦な接合部分13の付近に対して付着
して固定される。接合部品11は、たとえば壁のボア14を
環状に囲む形状をしている。取付け用接合部品11の側部
にある接合面15（接合ポイント13と実質的に同じ大きさ
である）は、接合のために接合ポイント13と関連づけら
れ、接合状態の接合ポイントと共にワークピース面17の
接合面16に来る。接合部品11は、ワークピース10と類似
の溶接可能な材料による射出成型部品であるとよい。接
合ポイント13の外周境界部分に対して可能な限り近づけ
るようにして、非常に小さい領域の参照ポイント18が、
ワークピース面17に定められている。参照ポイント18
は、接合ポイント13と、この接合ポイント13と矢印19で
示す接合方向にそってかみ合わそうとするツールユニッ
ト７又は９との間の相対的な経路（距離）を測定するた
めのものである。
接合ポイント13または壁12は、たとえば加熱エレメント
を用いる場合には、接合面16に直角な溶接圧力または溶
接力による負荷をうける。この溶接圧力または溶接力は
ほぼ３〜5kp/cm2である。これらの溶接圧力または溶接
力がかかっている状態では、第２図、第４図および第５
図のように、壁12は矢印19の方向、すなわちワークピー
スの内部の方向に圧力のために弾性的に屈して曲がる。
このため、矢印の方向19に対してほぼ直角を成す装置１
のフレーム２の基準面に対して接合面16の位置が変わる
だけでなく、たとえばワークピースの隣接する横方向の
壁やワークピースの底壁と接合面16との位置関係が変わ
って、接合ポイント13は数ラジアン分前記フレーム２の
基準面に対して傾くように旋回する。そのため接合面16
は矢印19で示す送り方向または接合方向に対して直角な
面ではもはやなくなり、そうでなく傾いた溶接面または
接合面16となる。接合ポイント13が圧力で屈してそった
距離を以下で説明する方式で補償するために、コントロ
ール手段を構成する補償装置20が設けられている。この
発明によれば、補償装置20が剛性のあるストッパで形成
されたり、あるいは次のようなストップを有するように
できる。前記ストップは、一方では加熱ユニット９に設
けられ、他方では接合ルーツ７に設けられる。溶接用加
熱ルーツの場合は、ストップは後述する適応処理の終
り、あるいは予備加熱または可塑化処理のはじめにワー
クピース面17のより大きい面の参照ポイント付近で支持
される。接合ツール７（加熱ユニット９と並列的に設け
られる）のストップは、その後の当該参照ポイントで支
持される。このため適応処理の終りの段階、あるいは予
備加熱あるいは可塑化処理の初めの段階の作業では、接
合ポイント13を有している壁12が曲がっている程度とは
関係なくルーツユニットの位置が接合ポイント13に対し
て設定される。
補償装置20はコントロール装置22を有している。コント
ロール装置22は変換器６の上にあり、測定装置26の作用
をうける。測定装置26は、後述するようにして、調査部
材27の助けをかりて壁12に前記圧縮負荷がある状態での
参照ポイント18の位置と、同時に矢印19で示す接合方向
に平行なワークピース10の適合処理の高さの許容差を測
定する。調査部材27はたとえばピン状の位置センサ28を
有し、この位置センサ28は矢印19の方向にそってセンサ
取付サポート29に関して変位できる。位置センサ28の端
部は、参照ポイント18を機械的に検出することにより接
合ポイント13の位置を測定するのである。センサ取付サ
ポート29はスライド体３により接合ポイント13とは反対
の方向に送ることできる。しかもセンサ取付サポート29
は、接合処理中に経路の測定をするために、スライド本
体３に対して矢印19と反対の方向にそって、調整でき
る。しかし、センサ取付サポート29はフレーム２に対し
て移動可能に取付けることもできる。これにより適応処
理の初めの段階では、センサ取付サポート29は接合ポイ
ント13に対してスライド体３により送ることができ、接
合処理が終るまではフレーム２に対して固定される。そ
して全時間を通して、位置センサ28は参照ポイント18と
係合したままである。
加熱ユニット９は平坦な加熱エレメント25を有してい
る。加熱エレメント25はたとえば電気抵抗形加熱手段に
より作動されるものである。加熱エレメント25の下には
熱伝導性のプレート状の加熱部材23が設けられている。
加熱部材23は適応処理中および可塑化処理中においても
接合ポイント13を加熱するものである。加熱部材23の頂
部には熱伝導性のプレート状の加熱部材24が設けられて
いる。加熱部材24は、接合部品11の接合面15を可塑化し
そして任意的に接合面15の表面を前もって適応処理する
ためのものである。接合ツール７は、矢印19の方向にそ
って加熱部材24に対して接合部品11を位置的に固定して
収容するためのものである。接合ツール７の終端位置
は、ストップ30と反対のストップ（カウンタストップ）
31により確実に決定される。ストップ30と反対のストッ
プ31は、接合ツール７と、加熱部材24における接合面15
の外周部分に近い接合側部とに設けられている。この側
部は接合ツール７と対面している。接合ツール７のスト
ップ30は、上述のやり方により接合処理中に弾性力を任
意的に補償することもできるが、次のようにして配置す
るのが適当である。つまり、ストップ30は、接合処理中
には、ワークピース10またはワークピース面17と接触し
ないようにするのである。
位置センサ28は変換エレメント35に作用する。この変換
エレメント35はたとえば誘導作動形変位トランスジュー
サである。変換エレメント35は信号ラインを介して、力
変換器６と同様にコントロール装置22に対して作用す
る。このコントロール装置22はコントロールラインを介
してバブルコントロール機構36に働く。このコントロー
ル機構36は駆動部５に圧力を付与しそして圧力を逃がす
ためのものである。前記コントロール機構36は圧力比例
バルブを有するのが適当である。圧力比例バルブは適応
処理、予備加熱または可塑化処理および接合処理のため
に異なる圧力または力を自動的に設定することができ
る。これらのバルブは溶接作業を最適に行うのに有利で
あり、電圧により圧力源37からの圧力がコントロールさ
れる。
ワークピーク10の接合ポイント13に対して接合部品11を
取付けるために、接合部品11は接合ツール７に挿入され
る。それから加熱ユニット９は第３図の位置から、すな
わち位置センサ28の外側のサイドから、接合ツール７と
接合ポイント13の間にある作業位置に移される。スライ
ド体３を有する加圧ユニットは、接合ツール７を加熱ユ
ニット９に対して移動する。加圧ユニットは矢印19の方
向に移動することができしかも液体圧または空気圧で作
動するのが適当である。
加圧ユニットは、明確に定められた適応力により、接合
ポイント13に対して加熱ユニット９を加圧する。この適
応力は圧力比例バルブにより調整できる。加熱ユニット
９の加圧力とワークピーク壁12の反発力が平衡状態に達
するまでは、前記適応力とは関係なく接合ポイント13が
曲がる。加圧ユニットを送っている間、位置センサ28は
参照ポイント18の上にのっている。平衡状態に達する
と、圧力系に圧力が生じ、圧力は調整圧力スイッチによ
り処理されて、参照ポイント18の変位量（経路）の測定
を開始する。
ワークピーク面17の参照ポイント18に対する送り方向19
に沿った加熱ユニット９の経路または関連の動きが、こ
のようにして測定される。この測定は、補償処理中に適
応力を適用している間、壁12の変位とは関係なく行われ
る。技術的経済的理由により、この適応力は比較的大き
く設定される。そのため補償処理をできる限り素早く行
うことができる。
補償処理または適応処理中に接合ポイント13が溶融され
る量は、静的測定で得られた接合ポイント13の付近にお
けるワークピース面17のでこぼこに基いて測定された量
に、10分の数mm程度の安全許容量を加えた量である。こ
のため1mmより小さい溶融量、たとえば0.8mmの溶融量に
することができる。この溶融量は、経路測定系、すなわ
ちたとえばコントロール装置22において調整できる。
加熱ユニット９がこの溶融量に対応する経路をカバーし
たら、比例バルブの液体圧力がもどされる。液体圧力
は、次の方式で減らされる。つまり、加熱部材23の熱
が、材料を可塑化し、形成された材料溶融部が移動する
ことなく、壁12の層の下部へ例えばほぼ1mmにわたり伝
えられるようにするのである。
加圧力を減らした場合には、以前の平衡状態はもやは存
在しない。そして接合ポイント13または壁12のたまった
力により接合ポイント13または壁12が、減少した圧力に
対応する再度の平衡状態になるまで緩和した当初の状態
に対応する量だけ復帰する。接合ポイント13は平衡状態
で加圧ユニットを支えている。センサ取付サポート29
は、フレーム２またはワークピースを配置するためのワ
ークピース収容部に対して固定されたままである。その
ため、位置センサ28はこの場合に加熱部材23に関してほ
とんど圧力がかかっていない壁12の復帰の経路を測定す
ることができる。新しい平衡状態になったのではある
が、まだワークピースは残留動作あるいはさらにわずか
に復帰をする。この動作または復帰分も経路測定系で測
定することもできる。
接合部品11は一般に非常に小さい製造許容量となってい
るので、接合面15の補償処理中の接合部品11の溶融量
は、経路測定値に一定量を追加して得ることができる。
この適応処理においては、加熱している部材に関する接
合部品11の経路（配置）は、調整可能なストップ30,31
により定められる。ストップ30,31はたとえば矢印19の
接合方向に平行な停止ねじにすることができる。
接合ポイント13または接合面15の可塑化または予備加熱
は、たとえば調整可能な時計により時間に従ってコント
ロールされる。壁12または接合部品11の可塑化する深さ
は、予備加熱の持続時間と加熱部材23または24の温度に
より決めることができる。この時間の終りでは、加圧ユ
ニットが第４図の送り位置から当初の位置に復帰する。
加熱ユニット９は、接合領域から回転動作して送り方向
に直角な第３図と第５図に示す当初の位置へ移る。
加圧ユニット用の駆動部５の液体圧力は溶接圧力または
接合圧力までもどされる。つまり液体圧力は増加され
る。このため接合部品11を備えた接合ツール７は、接合
ポイント13まで動き、接合ツール７は壁12を前記溶接圧
力または接合圧力で加圧し、接合ポイント13の材料の溶
融部と接合面15の材料の溶融部とが互いに入りこむ。こ
の圧縮負荷では、適応処理のときと比べて壁12の変形あ
るいは接合ポイント13の反発力が異なっていてもよい。
溶融部同志が互いに入りこむ量は、位置センサ28を用い
て（すなわち、以前のプロセスで測定しておいた壁12の
基本位置データやたわみ位置のデータ等を参照すること
によって）定めることができ、入りこむ量はコントロー
ル機構36により設定することができる。しかし、特にも
し所定の接合圧力を基準として使う場合には、経路測定
系は、製造安定化を図るために接合ポイント13と参照ポ
イント18との間における位置をチェックするのに用いる
こともできる。接合ツール７は接合手段21の構成要素で
ある。
第１図〜第５図から明らかなように、接合ツール７は数
ラジアン分だけ取付サポート８のピボット軸32を中心に
自己調整可能に回転できるように設置されている。ピボ
ット軸32は接合面16とほぼ平行かあるいは接合する方向
19と直角である。ピボット軸32は接合ツール７の延長部
分間のほぼ中心にある。この接合ツール７の延長部分は
ピボット軸32と直角となっている。加熱ユニット９また
は少くとも加熱部材23はピボット軸33を中心に図示しな
い取付サポートに対して自己調整可能に回転できるよう
になっている。ピボット軸33はピボット軸32にほぼ平行
であり、加熱部材23,24と関連する中央面のところにあ
る。２つのピボット軸32,33は互いに近いところかある
いは接合ツール７と加熱ユニット９の対面する側面付近
にあり、接合面15の面にできる限り近いかあるいは加熱
部材23の加熱面にあるのが適当である。接合ツール７ま
たは加熱ユニット９の位置に対して位置センサ28または
参照ポイント18は、ピボット軸またはピン32,33が横に
通っているこれらの接合ツール７または加熱ユニット９
の側部に配置されている。位置センサ28と参照ポイント
18は、好ましくは矢印19に平行なピボット軸32,33の共
通軸平面にほぼ位置するのが好ましい。ワークピース10
または壁12に対するピボット軸32,33の位置は次のよう
にして選ぶのが適当である。つまり、ピボット軸32,33
は、接合ポイント13がそったり曲ったりする時に最も大
きく傾いた斜面となるであろう方向に対して直角となる
ように選択する。
第４図のように、補償処理中、加熱部材23は自己調整可
能に接合ポイント13により作用をうけることができ、し
かも接合ポイント13を傾けることもできる。このため、
接合ポイント13の全延長部分にそって均一なある接触圧
力を与える。このため、加熱ユニット９は接合ツール７
に対して平行になるように傾き、そのため２つの要素間
における相対位置は、前記のように傾斜した状態でも影
響をうけることがない。同様にして、第５図の接合処理
では、接合ツール７が自己調整により単独で傾くことが
できる。そのため接合ポイント13と接合面15の間の接合
圧力は接合面15の延長部にそって一定に配分されてい
る。
発明の効果 本発明の接合装置・方法によれば、部分的に弾性変形す
るワークピースに対しても良好な接合を行うことができ
る。また、密閉型でないワークピースに対しても良好な
接合を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の接合装置を概略的に示した図、第２
図は第１図の接合装置の側面図、第３図〜第５図は第２
図の側面図における装置の連続操作を示す図である。 １……装置 ２……フレーム ３……スライド体 ４……ガイド ５……駆動部 ６……力変換器 ７……接合ツール ８……取付サポート ９……加熱ユニット 10……ワークピース 10……接合部品 12……壁 13……接合ポイント 15……接合面 17……ワークピース面 18……参照ポイント 19……矢印 20……補償装置（コントロール手段） 21……接合手段 22……コントロール装置（コントロール手段） 23……加熱部材 24……加熱部材 25……加熱エレメント 26……測定装置 27……調査部材 28……位置センサ 29……センサ取付サポート 32……ピボット軸 33……ピボット軸 35……変換エレメント 36……コントロール機構 37……圧力源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】次のような付着接合、すなわち、接合部品
    （11）と、付着結合形成時の接合加圧によって接合ポイ
    ント（13）が弾性変形するような弾性特性を有するワー
    クピース面（17）の接合ポイント（13）との付着接合、
    を含む接合を行うための接合装置において、 付着結合形成時の接合ポイント（13）の弾性変形を補償
    するためのコントロール手段（20、22）を設け、 コントロール手段（20、22）がワークピース（10）の変
    形で接合ポイント（13）を移動させる構成になってい
    て、その移動が接合加圧による接合方向に相当する向き
    に実質的な解放位置から加圧位置までの移動経路にわた
    って行われ、 ワークピース（10）の変形にともなう前記移動経路に対
    応して、コントロール手段（20,22）が一般に接合部材
    （11）と接合ポイント（13）を前記接合方向に動かす構
    成になっていることを特徴とする接合装置。
  2. 【請求項２】接合装置は、可塑化できるワークピース
    面、特に中空体の壁（12）に対して接合部品（11）を溶
    接により固定するために設けられ、ワークピース面は、
    接合方向（矢印19）でかつ接合面（16）に対して直角に
    弾性的復元力があり、加熱ユニット（９）は、表面の適
    応段階および可塑化段階において、ワークピース面（1
    7）の接合ポイント（13）を熱的に可塑化するために、
    溶接加熱手段の調整方向に沿ってワークピース面（17）
    に関連して動かすことができ、接合手段（21）は、接合
    段階で可塑化された接合ポイント（13）に接合部品（1
    1）を接合するためのもので、好ましくはコントロール
    手段（20,22）が接合ポイント（13）の変形に応じて加
    熱ユニット（９）および／または接合手段（21）の位置
    をコントロールし、また加圧により変形した接合ポイン
    ト（13）の位置を決定する構成になっており、コントロ
    ール手段（22）が調査部材（27）を有し、調査部材（2
    7）は少くとも圧力状態下において接合面（16）に対し
    て直角に接合ポイント（13）の位置を決定する位置セン
    サ（28）を備えていることを特徴とする請求項１に記載
    の接合装置。
  3. 【請求項３】前記コントロール手段（20,22）が位置セ
    ンサ（28）、と協働する構成になっていて位置センサ
    （28）は、好ましくは適応段階または可塑化段階および
    ／または接合段階において検知状態にあり、特に接合ポ
    イント（13）のすぐとなりにワークピース面（17）の参
    照ポイント（18）を定め、位置センサ（28）は、加熱ユ
    ニット（９）とともに設定方向に沿ってその検出位置に
    近付くことが可能な構成になっていることを特徴とする
    請求項１または２に記載の接合装置。
  4. 【請求項４】表面の適応段階（第４図）での加熱ユニッ
    ト（９）の適用圧力と実質的に同じ大きさの圧力によ
    り、ワークピース面の接合ポイント（13）を予圧して予
    圧状態にするための予圧装置があり、予圧装置の加圧部
    材は、加熱ユニット（９）自体により形成され、しかも
    好ましくはコントロール手段（22）が予圧力に追従する
    位置センサ（28）と協働するように、予圧位置において
    測定開始位置が定められ、測定開始位置が、特に予圧の
    圧力に依存するようにして定められることを特徴とする
    請求項１〜３のいずれか１つに記載の接合装置。
  5. 【請求項５】測定装置（26）が、ワークピース（10）の
    接合ポイント（13）の付近において、溶融高さを実質的
    に直接測定するために設けられていて、測定装置（26）
    は、好ましくは接合ポイント（13）に隣接するワークピ
    ース面（17）の参照ポイント（18）と、参照ポイント
    （18）と関連する加熱機構の加熱部材（23）との間での
    経路を測定するために設けられていることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１つに記載の接合装置。
  6. 【請求項６】接合ポイント（13）での加熱ユニット
    （９）の高い適応圧力から、ワークピース（10）の所定
    の断面厚みの分だけ接合ポイント（13）を実質的に押し
    のけずに可塑化するための予備加熱段階での低い接触圧
    力まで、加熱ユニット（９）とワークピース面（17）の
    接合ポイント（13）付近との間では関連する送り経路に
    対する逆依存関係が存在し、および／または、ワークピ
    ース面（17）を接合ポイント（13）の付近で定める経路
    センサ、特に位置センサ（28）に応じて、接合手段（2
    1）の接合経路を経路依存方式でコントロールし、好ま
    しくは接合圧力に応じて圧力が決定されることを特徴と
    する請求項１〜５のいずれか１つに記載の接合装置。
  7. 【請求項７】加熱ユニット（９）が、ワークピース（1
    0）の接合ポイント（13）および／または接合ツール（1
    7）と関連づけられ、接合ポイント（13）の異なる傾き
    の位置に対して自己調整するように適応して設けられた
    接合部品（11）を接合する構成になっており、しかも加
    熱ユニット（９）は、好ましくは調整または接合方向
    （矢印19）にほぼ平行な単一の軸面に実質的に配置され
    た少くとも１つのピボット軸（33または32）に関して回
    転可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜６
    のいずれか１つに記載の接合装置。
  8. 【請求項８】接合ポイント（13）の付近において接合方
    向（矢印19）でかつ接合面（16）に直角に圧力に依存す
    るようにして、異なる関連位置で弾性的復元力のあるワ
    ークピース面（17）に対して少くとも１つの接合部品
    （11）を付着して取付ける方法であり、まず、ワークピ
    ース面（17）が１つの操作で圧縮負荷状態において接合
    ポイント（13）のどのようなでこぼこにも合うようにす
    るために補償され、それからワークピース面（17）が所
    定の材料深さにわたり可塑化され、および／または、ワ
    ークピース面（17）と接合部品（11）が、特に同時に可
    塑化された接合表面（15）において１つの操作により圧
    縮負荷状態下で取付けられる構成になっており、最初に
    ワークピース（10）の弾性変形によって接合ポイント
    （13）が接合面（16）に対して実質的に直角にたわみ、
    それからワークピース面（17）に応じた操作が経路に依
    存して行なわれることを特徴とする接合方法。
  9. 【請求項９】接合ポイント（13）の表面は当該ワークピ
    ース面（17）が復帰した状態で適応され、好ましくはワ
    ークピース面（17）の経路は、加熱する面に関連して測
    定されるか、あるいはコントロール信号として処理さ
    れ、および／または、ワークピース面（17）と適応ツー
    ル間の経路が所定のようになったら、適応処理を終了さ
    せるために圧力が突然減らされ、接合ポイントは同じツ
    ールを用いてほぼ圧力に無関係に可塑化されることを特
    徴とする請求項８に記載の接合方法。
  10. 【請求項１０】接合部品（11）の取付の間、接合ポイン
    トと関連する接合部品（11）の経路は、少くとも最初に
    接触したあとに決められ、好ましくは接合部品が接合ポ
    イント（13）と接合面（15）との相互接触から所定量進
    み、そして特に接合圧力が試験値を得るために接合経路
    に関係して決定され、特に、接合ポイント（13）と接合
    面（15）が相互接触してからの接合経路が測定されかつ
    試験値として使用されることを特徴とする請求項８また
    は９に記載の接合方法。
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