特許 6859273 取付要素を取り付けるための手動案内装置及び手動案内装置の使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6859273

(24)【登録日】2021年3月29日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】取付要素を取り付けるための手動案内装置及び手動案内装置の使用方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20210405BHJP

【ＦＩ】

   B23K20/12 A

【請求項の数】19

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-566672(P2017-566672)

(86)(22)【出願日】2016年6月21日

(65)【公表番号】特表2018-520881(P2018-520881A)

(43)【公表日】2018年8月2日

(86)【国際出願番号】EP2016064289

(87)【国際公開番号】WO2016207150

(87)【国際公開日】20161229

【審査請求日】2019年6月19日

(31)【優先権主張番号】102015110081.9

(32)【優先日】2015年6月23日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】516317115

【氏名又は名称】ヴェーバー シュラウブアウトマーテン ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】ツォール，ラインハルト

(72)【発明者】

【氏名】ヴィエトフ，ラルフ

(72)【発明者】

【氏名】ハルトマン，ヨッヘン

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１０２３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国実用新案第２９６１４４１９（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】 特開２００２−０５９３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０３２５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２０／１２

Ｂ２９Ｃ ６５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンポーネントに取付要素（１２）を取り付けるための手動案内装置（１０）であって、
前記手動案内装置（１０）を把持するためのハンドル（１４）と、
ハンドル（１４）に対して移動可能であり、回転可能に支持された駆動シャフト（４６）を支持するキャリッジ（３４）と、を有し、駆動シャフト（４６）の一端には取付要素（１２）のマウントが形成されており、
さらに、ハンドル（１４）とキャリッジ（３４）との間に接続され、ハンドル（１４）とキャリッジ（３４）との相対的な移動によって蓄積可能である定められた送り力を蓄えるように機能するフォースアキュムレータと、
フォースアキュムレータ（４４）に蓄えられる送り力を制限するフォースリミッタ（６４）と、を有し、
フォースアキュムレータ（４４）は、キャリッジ（３４）を介して蓄えられた送り力を取付要素（１２）に作用させるように構成されていることを特徴とする手動案内装置。

【請求項2】

フォースリミッタ（６４）は、２つの対応する力制限アバットメント（６６，６８）によって構成され、第１の力制限アバットメント（６６）が支持部（５８）に設けられており、第２の力制限アバットメント（６８）がハンドル（１４）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の手動案内装置。

【請求項3】

第１の力制限アバットメント（６６）及び／または第２の力制限アバットメント（６８）は、軸方向で調節可能であることを特徴とする請求項２に記載の手動案内装置。

【請求項4】

駆動シャフト（４６）を駆動する電気モータ（４８）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項5】

支持部（５８）に対するキャリッジ（３４）の送り動作を制限するために、支持部（５８）が第１の端部アバットメント（８０）を含み、キャリッジ（３４）が第２の端部アバットメント（８２）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項6】

キャリッジ（３４）の端部位置を検出するように、第１の端部アバットメント（８０）と第２の端部アバットメント（８２）との接触を検出する検出手段（８６）を有することを特徴とする請求項５に記載の手動案内装置。

【請求項7】

検出手段（８６）は、端部位置の検出時に、駆動シャフト（４６）に駆動可能に連結された電気モータ（４８）の電源を切るように、電気モータ（４８）に接続されたスイッチ（８８）を含むことを特徴とする請求項６に記載の手動案内装置。

【請求項8】

取付工程の終了を示す信号をユーザに送信する信号装置（９０）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項9】

取付工程の終了後にキャリッジ（３４）を初期位置に移動させるために、支持部（５８）とキャリッジ（３４）との間に戻りばね（６０，６２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項10】

キャリッジ（３４）とハンドル（１４）とを直線状に移動可能に案内する２つのガイドロッド（３０，３２）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項11】

フォースリミッタ（６４）の作動を検出するように、支持部（５８）に設けられた第１の力制限アバットメント（６６）とハンドル（１４）に設けられた第２の力制限アバットメントとの接触を検出する検出手段（１０４）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の手動案内装置。

【請求項12】

検出手段（１０４）は、フォースリミッタ（６４）の作動の検出時に、駆動シャフト（４６）に駆動可能に連結された電気モータ（４８）の電源を投入するように、電気モータ（４８）に接続されたスイッチ（１０６）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の手動案内装置。

【請求項13】

取付要素（１２）のマウントを囲む作業領域を照明するように、キャリッジ（３４）に設けられたＬＥＤ等のランプ（１０８）を有することを特徴とする請求項１〜１２に記載の手動案内装置。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれかに記載の装置（１０）によってコンポーネントに取付要素（１２）を手動で取り付ける取付方法であって、
取付要素（１２）を駆動シャフト（４６）に取り付け、
キャリッジ（３４）に対するハンドル（１４）の移動によって、フォースリミッタ（６４）が作動するまでフォースアキュムレータ（４４）にエネルギーを蓄積し、
駆動シャフト（４６）を回転させるとともにフォースアキュムレータ（４４）の力によってキャリッジを送りながら、取付要素（１２）をコンポーネントに挿入するステップをそれぞれ含むことを特徴とする取付方法。

【請求項15】

フォースアキュムレータ（４４）におけるエネルギーの蓄積は、ハンドル（１４）と支持部（５８）との間で作用する力制限アバットメント（６６，６８）によって制限されることを特徴とする請求項１４に記載の取付方法。

【請求項16】

フォースリミッタ（６４）の作動時には、駆動シャフト（４６）を駆動する電気モータ（４８）の電源投入を生じさせるスイッチ（１０６）が作動することを特徴とする請求項１４または１５に記載の取付方法。

【請求項17】

キャリッジ（３２）が端部位置に到達したときに、駆動シャフト（４６）を駆動する電気モータ（４８）の電源を切るようにスイッチ（８８）が作動することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の取付方法。

【請求項18】

取付要素（１２）が回転しなくなった時点から測定される、１０秒より少ない冷却段階の後、信号装置（９０）が、取付工程が終了したことを知らせる信号を送信することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の取付方法。

【請求項19】

駆動シャフト（４６）を駆動する電気モータ（４８）は、電源が切られた後に能動的に制動されることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載の取付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、取付要素とコンポーネントとの間に摩擦溶接のための結合部を形成しつつ、取付要素をコンポーネントに取り付けるための手動案内装置に関する。

【背景技術】

【0002】

取付要素を取り付けるための完全に自動化された据置型の装置は、従来技術で周知であり、典型的にロボットアームに取り付けられ、コンピュータによって完全に自動制御される。このような装置は、回転式の送りユニットを有し、この送りユニットにより、取付要素が回転軸を中心に回転し、回転軸方向に作用する送る力が取付要素に同時に加わる。このような完全に自動化された装置の購入が工場等で高価すぎる場合や保守作業中等に据付型の装置が停止している場合に、少なくとも一次的に手動で取付要素の取り付けを行う必要がある。原則的に、市販のボール盤をこの目的で使用することができ、取付要素に必要な回転はボール盤によって生じ、送る力は個々のユーザの筋力によって生じる。

【0003】

しかし、この場合には、与えられる送る力はユーザによって決まるので、市販のボール盤によって最終的には異なる品質の処理結果を生じさせる送る力、つまり複数の取付工程にわたって一定である取付要素の再現可能な送りを確実に得ることは不可能である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の基本的な目的は、手動で実行できる再現可能な品質の取付工程を可能にする装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的は、請求項１の特徴を有する装置によって達成され、特に、装置は、ハンドルとキャリッジとの間に接続されるフォースアキュムレータであって、ハンドルとキャリッジとの間の相対的な移動によって蓄積される定められた送る力（ｆｅｅｄ ｆｏｒｃｅ）を蓄えるように機能するフォースアキュムレータを備え、さらに、フォースアキュムレータに蓄えられる送る力を制限するフォースリミッタを備え、フォースアキュムレータは、蓄えられた送る力をキャリッジを介して取付要素に作用させるように構成されている。

【0006】

本発明の基本的な概念は、ユーザによって与えられる力と取付要素に作用する送る力とを切り離すこと、すなわちユーザの力を送る力として直接使用せずに、代わりにフォースアキュムレータにエネルギーを蓄積するために使用し、最終的にフォースアキュムレータによって取付要素に送る力を与えることである。この点に関して、フォースアキュムレータのエネルギー蓄積は制限されており、ユーザがフォースアキュムレータに完全にエネルギーを蓄積する最低限の力を加えたことを必要条件として、フォースアキュムレータからキャリッジにそしてキャリッジに連結された取付要素に常に再現可能な送る力が与えられる。最終的に、ユーザによって与えられる力から実質的に独立して、再現可能な送る力による前進を生じさせることができ、これによりいつまでも良好で特に再現性のある取付結果が確実に得られる。

【0007】

本発明の有利な実施例は、従属項、明細書及び図面に示されている。

【0008】

ハンドルは、好ましくは、２つの細長い把持要素を含み、これらの把持要素は、互いに平行に及び／または取付要素を装填可能な駆動シャフトの回転軸から同じ離間距離に配置されている。これは、装置に結果として生じるトルクを与えずに、要求される軸方向の力を両方のアームによって加えることができるという利点がある。

【0009】

フォースアキュムレータは、圧縮ばね等のばねを含むか、ばねとして構成することができる。しかし、例えば、油圧式、空気式、電池などの電気式及び／または電気機械式の他の全ての種類のフォースアキュムレータやエネルギ装置も考えられる。

【0010】

フォースリミッタは、特に簡単に製造できる安価な実施例では、２つの対応する力制限アバットメントによって構成される。この点に関して、第１の力制限アバットメントは支持部に設けることができ、第２の力制限アバットメントはハンドルに設けることができる。代わりに、コンポーネント自体が第１の力制限アバットメントを構成してもよい。

【0011】

フォースアキュムレータによってキャリッジに与えられる力を設定するために、第１の力制限アバットメント及び／または第２の力制限アバットメントは軸方向、すなわち回転軸の方向で調節可能であってもよい。

【0012】

有利な実施例では、装置は、駆動シャフトを駆動するモータ、特に電気モータを含む。モータは、好ましくはキャリッジに設けられる。信頼性のある摩擦溶接工程を実施することができるように、モータは駆動シャフトを４０００ｒｐｍより速い回転速度で駆動できるように構成されることが好ましい。モータを比較的早く停止して溶融材料を理想的に凝固させるために、モータに能動的なブレーキ機能を備えることができる。

【0013】

モータは一般に手動で起動可能である。しかし、取付工程の信頼性および再現性を高めるために、好ましくはフォースリミッタの作動を検出する第１の検出手段、特に支持部に設けられた第１の力制限アバットメントとハンドルに設けられた第２の力制限アバットメントとの接触を検出する検出手段が設けられる。換言すれば、第１の検出手段は、実際の取付工程を自動的に開始するためにフォースアキュムレータに最大にエネルギーが蓄積された時点を認識する。この目的のために、第１の検出手段は、フォースリミッタの作動の検出時にモータの電源を投入するために、駆動シャフトに駆動可能に連結されたモータ、特に電気モータに接続された第１のスイッチを有しうる。

【0014】

さらに、支持部に対するキャリッジの送り動作を制限するために、支持部が第１の端部アバットメントを含み、キャリッジが第２の端部アバットメントを含むことが有利である。コンポーネント自体が、第１の端部アバットメントを構成してもよい。

【0015】

第２の検出手段が、キャリッジまたは取付要素の端部位置を検出するために設けられることが好ましい。第２の検出手段は、例えば、第１の端部アバットメントと第２の端部アバットメントとの接触を検出することができる。第１の端部アバットメントと第２の端部アバットメントとは、好ましくは取付要素が所望の挿入深さに到達したときに互いに衝突するように配置される。

【0016】

第２の検出手段は、端部位置の検出時にモータの電源を切るために駆動シャフトに駆動可能に連結されたモータ、特に電気モータに接続された第２のスイッチを含むことが好ましい。

【0017】

装置は、取付工程の終了を示す信号をユーザに提供するために、信号を送信する信号装置を有し得る。この信号は、好ましくはモータの電源が切れてモータが停止した数秒後、理想的には摩擦溶接工程によって加熱されたコンポーネントの材料が十分に冷却された時点から数秒後に表示される。

【0018】

信号は、単一モードの信号、すなわち人の単一の感覚を扱う信号、あるいは多モードの信号、すなわち人の複数の感覚を扱う信号とすることができる。信号は、特にランプ等からの視覚信号、音等の音響信号及び／または振動等の触覚信号であってもよい。

【0019】

取付工程の終了後にキャリッジを初期位置に戻すために、支持部とキャリッジとの間に戻りばねを設けることができる。これにより、キャリッジは、いわば、戻りばねとフォースアキュムレータとの間に浮動するように支持される。戻りばねのばね定数は、好ましくはフォースアキュムレータのばね定数よりも低い。

【0020】

装置は、さらに、少なくとも１つのリニアガイドを含み、このリニアガイドによってキャリッジとハンドルとが直線的に移動可能に案内される。装置は、互いに平行に延在する２つのガイドロッドを備えることが有利であり、これらのガイドロッドによってキャリッジとハンドルとがそれぞれ直線状に移動可能に案内される。

【0021】

特にキャリッジに設けられたランプ、例えばＬＥＤが、取付工程を容易にするために設けられていることが好ましく、取付要素のマウントを囲む作業領域を照明する。

【0022】

装置は、第１のプラスチック材料の取付要素を第２のプラスチック材料のコンポーネントに取り付けるために特に適している。ここで、第１のプラスチック材料の融点は、第２のプラスチック材料の融点よりも高いことが好ましい。

【0023】

本発明は、さらに、上述の装置によって取付要素をコンポーネントに取り付ける手動の取付方法または手動で案内される取付方法に関し、この方法は以下のステップを含む。
・駆動シャフトに取付要素を取り付ける
・フォースリミッタが作動するまでキャリッジに対してハンドルを移動させることにより、フォースアキュムレータにエネルギーを蓄積する
・駆動シャフトを回転させてフォースアキュムレータによってキャリッジを送りながら、取付要素をコンポーネントに挿入する
この点に関して、送る力は、取付要素の挿入時にフォースアキュムレータのみによって供給され、すなわち、ハンドルからキャリッジに直接伝達されない。従って、本発明に係る方法によって、上述の利点が得られる。

【0024】

上記方法は、フォースアキュムレータのエネルギー蓄積の制限が、少なくとも１つの力制限アバットメントによって引き起こされるように設計されることが好ましく、少なくとも１つの力制限アバットメントは、特にハンドルと支持部との間で作用し、エネルギーの蓄積を制限する状態において互いに接触する２つの作用面を有する。

【0025】

フォースアキュムレータにエネルギーが蓄積され、フォースリミッタが作動するとすぐに、モータ、特に電気モータの電源投入を生じさせ得る第１のスイッチが作動し、これにより、駆動シャフトが駆動されて実際の取付工程が開始される。一般的に、第１のスイッチを手動で作動させることもできる。しかし、取付工程の信頼性および再現性を高めるために第１のスイッチの自動的な作動が好ましい。第１のスイッチは、例えば、支持部に設けられる第１の力制限アバットメントとハンドルに設けられる第２の力制限アバットメントとの接触を検出する第１の検出手段によって起動することができる。

【0026】

キャリッジが端部位置に到達したときに、第２のスイッチの自動的な作動により駆動シャフトを駆動するモータの電源が切られる。ここで、キャリッジの端部位置は、コンポーネント内の取付要素の端部位置に対応することが有利である。

【0027】

続いて、コンポーネント及び取付要素の１０秒より短い、特に１〜３秒の冷却段階の後で、取付工程が終了したことを知らせる単一モードあるいは多モードの信号を信号装置が送信することができる。冷却段階は、取付要素とモータが回転しなくなった時点から測定される。

【0028】

モータの停止にかかる時間を短縮することで取付工程の全時間を短縮するために、モータの電源を切った後でモータを能動的に制動することができる。

【0029】

上記方法は、さらに、第１のプラスチック材料の取付要素を第２のプラスチック材料のコンポーネントに取り付けるのに特に適しており、第１のプラスチック材料の融点は、好ましくは第２のプラスチック材料の融点よりも高いことが望ましい。

【0030】

以下で、純粋に例示的な実施例を使用し、以下に簡単に説明する添付図面を参照して本発明を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の装置の第１の実施例に係る第１の透視図である。

【図2】図１の装置の第２の透視図である。

【図3】図１の装置の第３の透視図である。

【図4】図１の装置の平面図である。

【図5】本発明の装置の第２の実施例に係る第１の透視図である。

【図6】図５の装置の第２の透視図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１〜図４，図５，図６は、図示省略のコンポーネントに取付要素１２を手動で案内して取り付ける装置１０をそれぞれ示している。

【0033】

図１〜図４に示されている装置１０（第１の実施例）は、２つの細長い把持要素１６，１８を有するハンドル１４を備え、把持要素１６，１８は、端部で連結片２０，２２によって互いに連結されている。連結片２０，２２は、メタルシートの形態で設計されており、ねじ２４によって把持要素１６，１８に取外し可能に連結されている。把持要素１６，１８は、把持要素１６，１８とメタルシート２０，２２が矩形を成すようにメタルシート２０，２２に対して実質的に直角に延在する。第１の軸受２６，２８がメタルシート２０，２２に設けられており、第１の軸受２６，２８の内部には２つの案内ロッド３０，３２が互いに平行でかつ移動可能に支持されている。

【0034】

ハンドル１４は、装置１０を持ち上げてコンポーネントに対して押し付けるために、図示省略のユーザにより把持要素１６，１８において両手で把持することができる。特に図４に示すように、把持要素１６，１８は、直径が人間工学的に手に適合されており、ユーザが人差し指と親指を載せる対応する領域がテーパ状になっている。

【0035】

装置１０は、さらに、同様に第２の軸受３５，３７によってガイドロッド３０，３２に移動可能に支持されたキャリッジ３４を備える。各々のガイドロッド３０，３２の周りには、第１の軸受２６，２８と第２の軸受３５，３７との間に対応する圧縮ばね３６，３８が設けられている。各々の圧縮ばね３６，３８は、第１の軸受２６における第１の力伝達面４０（図３参照）とキャリッジ３４における第２の力伝達面４２（図１参照）との間に接続されている。第１の力伝達面４０と第２の力伝達面４２とは、ガイドロッド３０，３２の主軸Ｈに対して実質的に直角に延び、かつ互いに平行に対向して配置されている。圧縮ばね３６，３８は、フォースアキュムレータとして機能し、ユーザがハンドル１４に加える力をキャリッジ３４に伝達するように構成される。

【0036】

駆動シャフト４６が、キャリッジ３４に回転可能に設けられており、駆動シャフト４６を駆動する電気モータ４８に駆動可能に連結されている。電気モータ４８は、駆動シャフト４６を少なくとも４０００ｒｐｍの回転速度で回転させ、ここから０ｒｐｍまで能動的に制動可能に設けられている。電気モータ４８から遠隔の駆動シャフトの端部には、取付要素１２を受け入れるビット５６が設けられている。

【0037】

装置１０は、さらに、環状部の形態に形状付けられた接触面５９を有する支持部５８を備え、装置１０は接触面５９を介して図示省略のコンポーネントに配置可能である。図３に示されているように、接触面５９は、接触面５９によって定められる接触平面Ｅと駆動シャフト４６の回転軸Ｄとの交点を中心に１８０°より大きい角度にわたって環状部の形態で延びている。支持部５８は、ガイドロッド３０，３２の両方に連結されており、これにより２つのガイドロッド３０，３２の間の連結部を形成する。支持部５８とキャリッジ３４との間に接続された戻りばね６０，６２が、支持部５８から遠隔の初期位置にキャリッジ３４を保持するように機能する。戻りばね６０，６２のばね定数は、圧縮ばね３６，３８よりも小さく選択され、支持部５８の方向へのハンドル１４の移動によって戻りばね６０，６２が最初に圧縮されてから圧縮ばね３６，３８が圧縮されるようになっている。

【0038】

フォースリミッタ６４が、ハンドル１４と支持部５８との間に設けられ、第１の力制限アバットメント６６と第２の力制限アバットメント６８の形態で構成されている。力制限アバットメント６６，６８は、ガイドロッド３０，３２によって支持部５８の方向に案内されたハンドル１４の移動時に前方面が互いに接触するように互いに対して設けられている。第１の力制限アバットメント６６は、図２に示されるように、支持部５８の雌ねじ７２と対応する細目ねじの形態の雄ねじ７０を有する。加えて、図３に示されているように、第２の力制限アバットメント６８は、ハンドル１４と関連する部品の雌ねじと対応する細目ねじの形態の雄ねじ７４を有する。これにより、第１の力制限アバットメント６６と第２の力制限アバットメント６８とを、単純な方法で互いに対して軸方向で調節することができる。

【0039】

第１の端部アバットメント８０と第２の端部アバットメント８２とを有する送り制限装置７８（図３参照）が、支持部５８とキャリッジ３４との間に設けられている。図２に示されているように、第１の端部アバットメント８０は、細目ねじ８４によって支持部５８に軸方向に調節可能に取り付けられている。

【0040】

キャリッジ３４は、第１の端部アバットメント８０と第２の端部アバットメント８２との間の接触を検出し、スイッチ８８に電気モータ８４の電源を切る信号を送信するように設けられた検出手段８６を有する。取付工程の終了を知らせるランプの形態の信号装置９０が、ハンドル１４（図２参照）に設けられている。

【0041】

取付方向Ｓとは反対向きにガイドロッド３０，３２を引っ張ることを防止するために、リング形状のストッパ９６，９８が、接触面５９から遠隔の領域で各々のガイドロッド３０，３２の周りに設けられている。

【0042】

上述の装置１０を用いてコンポーネントに取付要素を取り付ける工程の実施方法を以下に説明する。

【0043】

最初に、取付要素１２を装置１０に装填する。ここで、取付要素１２は、駆動シャフト４６が静止した状態で正面においてビットに配置されるように、駆動シャフト４６と関連するビット５６に取り付けられる。

【0044】

続いて、装置１０は、接触面５９が平面的にコンポーネントと接触するように、所望の点において接触面５９によってコンポーネントの範囲にわたって押し付けられる。戻りばね６０，６２が、最初にガイドロッド３０，３２に沿ったバンドル１４の取付方向Ｓへの動きによって取付要素１２がコンポーネントに隣接するまで圧縮される。次に、コンポーネントの方向へのハンドル１４のさらなる移動によって、ハンドル１４とキャリッジ３４との間の相対的な移動が生じ、これにより、圧縮ばね３６，３８が圧縮されてフォースアキュムレータ４４にエネルギーが蓄積（ｌｏａｄ）される。第１の力制限アバットメント６６と第２の力制限アバットメント６８とが衝突して、ハンドル１４とキャリッジ３４との間の支持部５８の方向へのさらなる相対的な移動が防止されることにより、フォースアキュムレータ４４のエネルギー蓄積は制限される。取付工程のこの時点において、ユーザは間接的に、すなわちハンドル１４とフォースアキュムレータ４４を介してキャリッジを押し、最大の力はフォースリミッタ６４によって制限される。次に、キャリッジ３４が、内部に蓄えられた最大の力で取付要素１２をコンポーネントに対して押し付ける。このとき電気モータ４８が起動されると、取付要素１２は、ユーザが力制限アバットメント６６，６８が互いに接触するだけの力をハンドルに与え続ける間、フォースアキュムレータ４４の作用を受けるキャリッジ３４によって前方に送られ、コンポーネントの材料の溶融に必要な回転速度に到達した後でコンポーネントを貫通する。

【0045】

取付要素１２の前方への送りは、第１の端部アバットメント８０と第２の端部アバットメントとが互いに衝突する時点まで続く。端部アバットメント８０，８２が正しく設置されていれば、この時点でコンポーネント内の取付要素１２の端部位置に到達する。これは、検出手段８６によって検出され、検出後すぐに電気モータ４８の電源がスイッチ８８により切られる。取付工程を短縮して凝固工程を最適化するために、電気モータ４８は電源が切られてから約４０００ｒｐｍから０ｒｐｍまで能動的に制動される。取付工程が終了したことが信号装置９０から通知される前に、電気モータが０ｒｐｍに到達した時点から測定される約１〜３秒の冷却段階において、摩擦溶接工程で加熱された材料は冷却されて凝固し、コンポーネントに取り付けられた取付要素１２から装置１０を取外すことができる。

【0046】

電気モータ４８の電源投入時点は、ユーザが予め定めることができる。できる限り短い工程所要時間が望ましい場合には、取付要素１２を駆動シャフト４６に取り付けた直後に電気モータ４８の電源を投入することができる。しかし、できる限り再現性が高い工程が望ましい場合には、エネルギーが蓄積されたフォースアキュムレータ４４に蓄えられた最大の力で取付要素１２がコンポーネントに押し付けられるまで電気モータ４８の電源投入を遅延することができる。

【0047】

取付工程が終了して装置１０がコンポーネントから取り外されると、キャリッジ３４は戻りばねによって初期位置に押し戻される。フォースアキュムレータ４４の圧縮ばね３６，３８は、同様にハンドル１４を初期位置に押し戻す。

【0048】

図５，図６（第２の実施例）に示す装置１０は、図１〜図４に示す第１の実施例に大部分対応し、違いは、フォースリミッタ６４の第２の力制限アバットメント６８が支持部５８に面する硬いシートメタル片１００の端部に設けられており、硬いシートメタル片の他方の端部が、具体的にはキャリッジ３４の第１のベアリング２６，２８に取り付けられた中間メタルシート１０２を介して、ハンドル１４に固定されていることである。第２の力制限アバットメント６８は、第１および第２の力制限アバットメント６６，６８の間の接触を検出するように、すなわち最終的にはフォースリミッタ６４の作動を検出して電気モータ４８の電源を自動的に投入する信号をスイッチ１０６に送信するように設けられた検出手段１０４を有する。

【0049】

第１の実施例との他の違いは、取付工程の終了を知らせる信号装置９０が、第２の実施例ではハンドル１４に設けられておらず、代わりに支持部５８に面するキャリッジ３４の面に、例えば緑のライトコーン等のライトコーンを取付要素の取付部を囲む作業領域で発光させるＬＥＤの形態で設けられていることである。

【0050】

加えて、取付工程中に取付要素のマウントを囲む作業領域を照明するように、例えばＬＥＤの形態のランプ１０８を支持部５８に面するキャリッジ３４の面に設けることができる。

【符号の説明】

【0051】

１０…装置
１２…取付要素
１４…ハンドル
１６，１８…把持要素
２０，２２…連結片
２４…ねじ
２６，２８…軸受
３０，３２…ガイドロッド
３４…キャリッジ
３５，３７…軸受
３６，３８…圧縮ばね
４０，４２…力伝達面
４４…フォースアキュムレータ
４６…駆動シャフト
４８…電気モータ
５６…ビット
５８…支持部
５９…接触面
６０，６２…戻りばね
６４…フォースリミッタ
６６，６８…力制限アバットメント
７０，７４…雄ねじ
７２，７６…雌ねじ
７７…部品
７８…送り制限装置
８０，８２…端部アバットメント
８４…細目ねじ
８６…検出手段
８８…スイッチ
９０…信号装置
９６，９８…ストッパ
１００…シートメタル片
１０２…中間メタルシート
１０４…検出手段
１０６…スイッチ
１０８…ランプ
Ｈ…主軸
Ｅ…接触平面
Ｄ…回転軸
Ｓ…取付方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】