(57)【要約】  この発明は、固定要素に作用する回転力および構成要素（１２，２６）に向けられる押圧力によって平らな構成要素（１２，２６）に摩擦溶接するための、同心の環状ビード（３）のある前面を有する固定要素に関する。環状ビード（３）は、その最大高さ（６）領域において構成要素（１２，２６）に対して同心の接触線を有し、かつフランジ（４）の一部であって、フランジは、環状ビード（３）と、さらに環状ビード（３）の外側に、摩擦溶接動作中に発生する削り取られた材料をはじくための外壁（２５）とを含み、かつ擦り取られた材料を収容するための中央の凹み（８）を有し、そこでフランジ（４）は、環状ビード（３）に面しない側面とともに構成要素（１２，２６）に向けられる押圧力のための対向面（５）を形成し、その外面とともに回転力のためのドライバを形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定要素であって、固定要素に作用する回転力および平らな構成要素（１２，２６）に対する押圧力を通じて構成要素（１２，２６）に摩擦溶接するための、同心の環状リング（３）のある前面を有する固定要素は、環状リング（３）が、その最大高さ（６）領域において構成要素（１２，２６）に対して同心の接触線を有し、かつフランジ（４）の一部であることを特徴とし、前記フランジ（４）は、環状リング（３）と、さらに環状リング（３）の外側に、摩擦溶接動作中に発生するすり減った材料をはじくための外壁（２５）およびすり減った材料を受取るための中央の凹み（８）を有する同心の溝（７）との両方を含み、そこでフランジ（４）は、環状リング（３）に面しない側面で構成要素（１２，２６）に対する押圧力のための対向面（５）を形成し、その外面で回転力のためのドライバを形成する、固定要素。
【請求項２】
環状リング（３）が凸状の断面を有することを特徴とする、請求項１に記載の固定要素。
【請求項３】
環状リング（９）が断面において同心的に環状の凸状の円錐状表面（１０）によって境界付けられることを特徴とし、前記円錐状表面（１０）は、環状リング（９）の外縁部（１１）において外部に向かって接触線で終端する、請求項１に記載の固定要素。
【請求項４】
ドライバが六角形の形状であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の固定要素。
【請求項５】
前記固定要素はスタッド（１）の形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の固定要素。
【請求項６】
前記固定要素はナット（１５）の形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の固定要素。
【請求項７】
前記固定要素は、接地接触の形状であることを特徴とし、前記接地接触の一方側は摩擦溶接動作のための同心の環状リング（３３）を有する溶接側の形状であり、他方側は電気コンダクタの電気的接触のための接触生成面の形状であって、接触生成面はナット本体（３２）に対して同心の突起部（３４）を有し、前記突起部（３４）の前面は接触生成面を形成し、前記突起部（３４）の丸い外縁部は、あらかじめ取付けられたねじ（３９）のヘッド（４０）によってかぶせられ、封止される、請求項６に記載の固定要素。
【請求項８】
突起部（３４）の外縁部の直径は、ねじ（３９）のヘッド（４０）の下側の最小直径よりも小さいことを特徴とする、請求項７に記載の固定要素。
【請求項９】
突起部（３４）の前面は、平らな凹面の円錐部（３６）の形状であることを特徴とし、ねじヘッド（４０）が押圧されると、前記円錐部（３６）の丸い外縁部（４１）は、接触圧力および封止が増大した線形の接触領域を形成する、請求項７または８に記載の固定要素。
【請求項１０】
スタッド（５１）はねじ切られたシャンク（５２）を有することを特徴とし、前記ねじ切られたシャンク（５２）は、ねじ切られたシャンク（５２）より大きな直径の、フランジ（５４）に隣接した同軸の円筒状のネック部（６０）を介して、対向面（５５）に移行する、請求項５に記載の固定要素。
【請求項１１】
環状リング（３）は、その最大高さ（６）の領域において少なくとも１つの径方向の溝
７０，７１，７２を有することを特徴とし、その深さは少なくとも摩擦溶接接続に対応する、請求項１から１０のいずれかに記載の固定要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定要素に対する回転力および平らな構成要素に対する押圧力を通じて構成要素に摩擦溶接するための、同心の環状リングのある前面を有する固定要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような固定要素は、ＤＥ  １９９  ２７  ３６９Ａ１の図ｇに示され、そこでは前記固定要素はスタッドの一方端にフランジが与えられたスタッド（Boltzen）であり、前記フランジは、スタッドに面しない側面に同心の環状リングを有する。前記環状リングはフランジの径方向端部を形成し、中央の凹部を囲む。環状リングの摩擦表面は平らであって、その結果、スタッド上の摩擦表面は環状で平らであり、前記摩擦表面は摩擦溶接を通じて相当の断面積において平らな構成要素に固定され得る。当然、固定要素の回転および構成要素に対する押圧を通じた摩擦溶接動作中、比較的大きい摩擦表面を有する公知のスタッドによって、接触面の溶解開始のために必要な熱が生成されることが可能である。しかしながらそれは、固定要素の回転および構成要素への押圧中に径方向の剪断力が生成され、その結果スタッドは回転に加えて律動的に偏移を受けることとなり、それが摩擦溶接動作に著しい不安定性を与えるという欠点を有する。
【０００３】
さらに、ＵＳ−ＰＳ第４，８５０，７７２号では、摩擦溶接によって構成要素に取付けられるスタッドを開示し、前記スタッドの前面は摩擦溶接によってそれぞれの構成要素に連結される表面を形成する。このスタッドは前面から間隔を置いてフランジを有し、前記フランジは回転力および押圧力を伝えるよう設計され、その結果、スタッド前面に面しない側面はわずかに円錐形状であって、畝部（Kaemmen）で径方向に配向される連続したフルート溝（Wellen）が与えられる。このように配向された前記フルート溝は、共に前述の円錐を形成し、対応した形状のチャックに受取られるよう機能し、次にチャックがフルート溝を通じて回転力を、およびフランジの径方向の延長部を通じて押圧力を受取り、摩擦溶接のため、前記力をスタッドのシャンクを通じてスタッドの前面に伝える。スタッドの基礎となる摩擦溶接プロセスにおいては相当な回転力およびさらに押圧力の両方を与えることが必要であるので、前述のフランジの表面のフルート状の設計によって、用いられる摩擦溶接装置のチャックが律動的にフランジから離れるよう、個々のフルート溝の勾配により強制される傾向を与えることになり得るので、結果として特に軸方向に震動運動を生じ、それは摩擦溶接動作には不利益である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、均一な誘導で回転中に自動的にセンタリングをする傾向を有するような前述の固定要素を設計することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の目的は、環状リングがその最大高さ領域において構成要素に対して同心の接触線を有し、かつフランジの一部であることにおいて達成され、そこでは前記フランジは、環状リングと、さらに環状リングの外側に、摩擦溶接動作中に発生するすり減った材料をはじくための外壁およびすり減った材料を受取るための中央の凹みを有する同心の溝との両方を含み、そこでフランジは、その環状リングに面しない側面によって構成要素に対する押圧力のための対向面を形成し、その外面によって回転力のためのドライバを形成する。
【０００６】
固定要素が回転し、平らな構成要素に対して押圧されると、同心の接触線を有する環状
の突起部の設計に起因して、構成要素において接触線に続く圧痕線が即時に形成され、前記圧痕線は摩擦溶接動作が進むにつれてより深くなり、そのため摩擦溶接動作中に自動的に固定要素の自己センタリングをもたらす。プロセスにおいて、環状リングを囲む同心の溝は、その外壁および中央の凹みによって、摩擦溶接中に発生するすり減った材料、より特定的には溶けた残留物および汚れ粒子がはじかれたり受取られたりし、そのため前記すり減った材料が実際の摩擦溶接領域から自動的に除去され、したがって摩擦溶接動作を妨げることができないことを確実にする。環状リングがフランジに一体化されるので、フランジは複数の機能、すなわち回転力および押圧力の伝達をも有利に実行することができ、それにより、この発明による固定要素を対応して小型に設計することが可能になる。フランジは、回転する固定要素から構成要素の摩擦溶接ゾーンに伝えられる、摩擦溶接中に作用するべき必要な押圧力を吸収することができる。フランジは、特に六角形の形状である場合、同時にドライバとして用いられ、これは対応する工具の回転するチャックによって固定要素を駆動する際に利点となり、そこでフランジは、環状リングに面しない側面によって摩擦溶接装置のチャックのための対向面を形成し、そこで前述のように、前記チャックが、フランジに及ぼされた押圧力を溶接場所に伝える。
【０００７】
環状リングは凸状の断面を有するのが有利である。この設計のために、環状リングが構成要素に接触すると同心の狭い接触線がそこに生じ、その結果、摩擦溶接動作中に自動的に前述の固定要素のセンタリングが生じる。これに関連して、凸状の設計は、固定要素が構成要素上に正確に直角に位置決めされていない場合には、補償効果をも有する。
【０００８】
しかしながら、代替的には、環状リングの他の断面設計が可能である。例えば、環状リングが断面において同心的に環状の凸状の円錐状表面によって境界付けられ、前記円錐状表面は、環状リングの外縁部において外部に向かって接触線で終端する。この場合、同心の接触線は可能な限り離れて環状リングの外縁部に置かれ、これはさらに接触線のセンタリング効果を強化する。
【０００９】
固定要素は、例えば適切にスタッドまたはナットの形状をしていてもよい。
固定要素がナットの形状である場合、固定要素は、一方側が摩擦溶接動作のための同心の環状リングを有する溶接側の形状をとり、他方側が電気コンダクタの電気的接触のための接触生成面の形状をとることによって、接地接触（Massekontakt）の形状に有利に設計され得る。その結果、接触生成面がナット本体に対して同心の突起部を有し、前記突起部の前面は接触生成面を形成し、前記突起部の丸い外縁部は、あらかじめ取付けられたねじのヘッドによってかぶせられ、封止される。
【００１０】
摩擦溶接ナットの取付けおよび摩擦溶接については、前記ナットは同心の環状リングを備え、それは結果として摩擦溶接動作中にそれぞれの構成要素に対して同心の接触線を生じ、これにより摩擦溶接ナットが押圧力を受けながら回転する間に、自己センタリングをもたらす。
【００１１】
後の接触生成場所を形成する同心の突起部は、摩擦溶接による摩擦溶接ナットの取付け中、あらかじめ取付けられたねじのヘッドによって最初は覆われ、そこで前記ヘッドは、突起部に対する押圧に起因して、同時に接触側の封止を確実にし、その結果前記接触生成側面は、摩擦溶接ナットが最終的に取付けられ、あらかじめ取付けられたねじが緩められ、それと共に電気コンダクタが摩擦溶接ナットにねじ込まれるまで、常に汚染物質がない状態のままである。したがって、これに関連して、あらかじめ取付けられたねじは、一方では、摩擦溶接ナットの取付け中、続く塗装工程中、および摩擦溶接ナットの接触生成側に電気コンダクタを固定する間中、摩擦溶接ナットの傷つきやすい接触生成側を覆い、清潔に保つよう役立つ。その結果、摩擦溶接ナットの接触生成側は汚染と腐食とから常に保護され、そのために確かな接触生成が保証される。
【００１２】
同心の突起部は、その外縁部の直径がねじヘッドの下側の最小直径よりも小さい設計であると有利である。この場合、ねじヘッドが安全に突起部を塞ぐので、突起部の表面全体が常に汚染から保護される結果となる。
【００１３】
ねじを固定し、接触生成場所の領域を封止することを同時に伴う、特に優れた接触生成を確保するために、突起部の前面は平らな凹面の円錐形であるのが有利であり、ねじヘッドが押圧されると前記円錐部の丸い外縁部は接触圧力が増大した線形の接触領域を形成する。この設計に起因して、電気コンダクタ、より特定的にはケーブルラグ（kabelschuh）が、その丸い外縁部領域において突起部に対して特にしっかりと押圧され、これにより確かな接触生成が確保され、そこには増大した接触圧力によって特徴づけられた、すなわち線形の接触領域が形成される。平らな凹面の円錐部は、電気コンダクタ用レセプタクルとして、確立された接続が自動ロック効果を受けることをさらに確実にする。なぜならば、平らな凹面の領域がその内部の領域にコンダクタをいわば引き込み、それによって、緩むことから保護するからである。さらに、突起部の外縁部で特に圧力が高いことに起因して、内部に向かって特に強い封止効果があり、これが接触生成場所を水分の進入から封止し、したがって腐食に対して特に有効な保護を有するねじを与えるという有利な効果がある。
【００１４】
固定要素は、ねじ切られたシャンクを有するスタッドの形状をしており、前記ねじ切られたシャンクは、フランジへの移行を通じて、チャックによるスタッド係合用の領域として用いられることができ、前記領域はフランジに隣接した同軸の円筒状のネック部を形成し、ねじ切られたシャンクより大きな直径の前記ネック部は対向面へと移行し、チャックによる係合の際、スタッドが構成要素に対して押圧しながら正確にセンタリングされた回転をすることが可能になり、さらにその直径に関しても、小さい許容誤差で容易に製造することができる。
【００１５】
摩擦溶接接続の形成中、溶けた材料のリングの内部領域も加熱され、それにより、特に汚染物質またはコーティングが存在する場合には、蒸発へと導くことができる。このような蒸気は、構成要素と環状リングとが接触することによって閉じ込められる。そのような蒸気が放出され得るよう、環状リングは１つ以上の径方向の溝を備えてもよく、その深さは摩擦溶接接続に対応する。前記径方向の溝は非常に狭いので、摩擦溶接接続の強度に事実上悪影響をもたらさない一方、蒸発の結果として摩擦溶接接続の内部に望まれない超過圧力がないことを確実にする。さらに、径方向の溝は、実際の摩擦溶接動作の開始に先立って、構成要素のいかなるコーティングも削り取るという所望の効果を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の例示的な実施例は図面に示される。
図１はスタッド１の形状の固定要素を示し、前記スタッド１はその一方側に滑らかなシャンク２を備え、他方側にフランジ４の一部として環状リング３（断面で示される）を有する。フランジ４はその外面に対して六角形の形状である。摩擦溶接動作については、スタッド１は、公知の摩擦溶接装置の適切に形成されたチャックにクランプ締めされ、そこでフランジ４の六角形状が、必要となる大きな回転力を受取るための有利なドライバとして役立つ。摩擦溶接動作中、チャック（示されない）がフランジ４の裏面５を押圧し、その結果、次に環状リング３が必要な押圧力で平らな構成要素（図１に示されない）に対して押圧される。このような平らな構成要素は図４に示される。スタッド１が構成要素に対して押圧されると、環状リング３はスタッドの最大高さ６の領域（図２で一点鎖線として示される）と接触し、そこに非常に狭い同心の接触線が形成され、それにより、スタッド１が構成要素に押圧され、かつ回転する間に、自動的に回転運動の自己センタリングが起
ることが確実になる。
【００１７】
図２は、環状リング３を有するスタッド側の平面図としてスタッド１を示す。上述のように図２では接触線６は一点鎖線６で示される。
【００１８】
図１によってさらに明らかになるように、環状リング３は、一方側で同心の溝７によって、他方側では中央の凹み８によって境界付けられ、外壁２５は遠心力を用いてすり減った材料をはじくための表面を形成し、凹み８はすり減った材料（溶けた残留物および汚れ粒子）を受取る空間を形成し、そのためそのすり減った材料は実際の摩擦溶接動作を妨害することができない。
【００１９】
図３は、図１によるスタッド１の設計の変形例を示し、図３は環状リングの断面を示し、それはここでは参照記号９によって特定される。環状リング９は内部に向かって凸状の環状の円錐状表面１０を備え、それは外部に向かって同心の接触線１１で終端する。環状リング９上で極めて外側に配置される前記接触線１１は、スタッド１がその回転中に自己センタリングすることを特定の態様で確実にする。
【００２０】
図４は、平らな構成要素１２に溶接された、図１のスタッド１を示す。ここでは、平らな構成要素はコーティングされた薄い金属板によって形成され、そのコーティングは参照記号１３によって特定される。見られるように、凸状の環状リング３の部分は構成要素１２の材料に入り込み、領域１４において構成要素１２の材料に孔のない態様で溶接されている。
【００２１】
図５はナット１５の形状である固定要素を示し、その一方側では前記ナット１５は設計において図１によるスタッド１に類似している。問題となる側では、ナット１は凸状の環状リング１６を有し、次に摩擦溶接動作中にその上に接触線１７が形成される。溝１８は環状リング１６の隣りに与えられる。さらに、環状リング１６と貫通穴１９との間に内部溝２０が与えられ、それはすり減った材料を貫通穴１９から離れるよう方向付ける。
【００２２】
図６は、今度は平らな構成要素２６に溶接された図５のナット１５を示し、構成要素２６はここでは薄い金属板によって形成される。見られるように、凸状の環状リング１６の部分は構成要素２６の材料に入り込み、領域２７において構成要素２６の材料に溶接されている。
【００２３】
図７は、金属板３８に溶接された摩擦溶接ナット３１を示す（図８も参照）。摩擦溶接動作中に、摩擦溶接ナット３１は公知の態様で金属部分３８に対して押圧され、同心の突起部３３は金属部分３８のそれぞれの表面に対して押圧して、加熱されることにより液化され、最終的に金属部分３８に溶接する。
【００２４】
摩擦溶接ナット３１はあらかじめ取付けられたねじ３９を備え、そのねじヘッド４０は円錐３６の（図８に見られる）外縁部４１に対して押圧し、狭い線形の接触に起因する、特に有効な封止をその場所で形成し、その結果、溶接されている摩擦溶接ナット３１に例えば塗料層などのコーティングを与えなければならない場合でも、前記コーティングは、接触生成場所として役立つ円錐３６の領域に入り込むことができない。
【００２５】
図８に示された摩擦溶接ナット３１はナット本体３２を含み、その一方側が溶接側として同心の環状リング３３を備える。摩擦溶接ナット３１の他方側は接触生成側を形成し、それはこの目的のためにナット本体３２から打ち抜かれる、同心の突起部３４を有する。突起部３４の丸い外縁部は、あらかじめ取付けられたねじ３９のヘッドによってかぶせられるような直径であり、これは図７を参照してより完全に説明される。突起部３４はその
前面に平らな凹面の円錐部３６を備え、電気コンダクタがねじ込まれると特に優れた接触生成および封止を確実にする。円錐部３６は、ねじ込まれるコンダクタのための接触生成場所を形成する（図９を参照）。摩擦溶接ナット３１は、内側がねじ切られた貫通穴３７をさらに備える。さらに、ナット本体３２の外面は六角形の形状であり、その結果摩擦溶接ナット３１は、摩擦溶接動作に適した工具によって確実に係合され得、溶接される構成要素に対して押圧され得る。
【００２６】
図９は、図１に示されたように、金属部分３８に溶接された摩擦溶接ナット３１を示し、そこでねじ３９は、図８に示される段階では依然あらかじめ取付けられた状態であったが、ここではケーブルラグ４２を摩擦溶接ナット３１に対してねじ込む役目をし、ケーブルラグ４２は、円錐部３６、より特定的にはその縁部４１に対して押圧され、その結果特に確かな接触生成および安全な封止を生じる。なぜならば、前記押圧中、ケーブルラグ４２の材料が少なくとも部分的に円錐部３６に対して押圧され、それによりさらにそこでの回転に対して特に有効にロックされるからである。
【００２７】
図１０は、スタッド５１の形状の固定要素を示し、前記スタッド５１はその一方側にねじ切られたシャンク５２を備え、他方側にフランジ５４の一部として環状リング５３（断面で示される）を備える。フランジ５４は、その外面に対して六角形の形状である。摩擦溶接動作については、スタッド５１は、摩擦溶接装置の適切に形成されたチャックにクランプ締めされ（図１２を参照）、フランジ５４の六角形の形状は、必要な大きな回転力を受取るための有利なドライバとして役立つ。摩擦溶接動作中に、チャック（図１０に示されない）がフランジ５４の裏面５５を押圧し、その表面は押圧力のための対向面５５として役立ち、これは次に環状リング５３が必要な押圧力で平らな構成要素（図１０に示されない）に対して押圧されることを可能にする。このような平らな構成要素は図１２および図１３に示される。スタッド５１が構成要素に対して押圧されると、環状リング５３はその最大高さ５６（図１１に一点鎖線として示される）の領域と接触し、そこに非常に狭い同心の接触線が形成され、スタッド５１が構成要素に押圧し、かつ回転する間に、自動的に回転運動の自己センタリングが起ることを確実にする。
【００２８】
ねじ切られたシャンク５２のねじ切られた領域とフランジ５４との間にはネック部６０が与えられ、それは円筒形状であってスタッド５１に対して同軸に延在し、その結果ネック部６０は、チャックの適用のために理想的な誘導領域を提供し、したがってそれは正確に中心にある回転の場合には、スタッドに完全に正確な回転を与える。示された設計では、ネック部６０は、高さ５６の領域の接触線に比較的接近して径方向に配置されるので、これも環状リング５３に有利な領域の誘導部を与える結果となり、前記領域は摩擦溶接動作に必要となる。ねじ切られたシャンク５２からネック部６０への移行は円錐状の勾配６１によって形成され、それはチャックの適用を容易にする。
【００２９】
図１１は、環状リング５３を有するスタッド側の平面図としてスタッド５１を示す。図１１では、上述のように接触線５６は一点鎖線５６で表される。
【００３０】
さらに図１０によって明らかになるように、環状リング５３は、一方側で同心の溝５７によって、他方側で中央の凹み５８によって境界され、外壁７５は遠心力を用いてすり減った材料をはじくための表面を形成し、凹み５８はすり減った材料（溶けた残留物および汚れ粒子）を受取る空間を形成し、そのためそのすり減った材料は実際の摩擦溶接動作を妨害することができない。
【００３１】
図１２は、スタッドの回転の段階でチャックによって係合し構成要素６２に対して押圧するスタッド５１を示し、そのチャックは図１２に部分的に示され、橋台（Widerlager）６５に対してダウンホルダ（Niederhalter）６９を介して構成要素６２を押圧する。チャ
ックは環状のレセプタクル５９を含み、それは（六角形の輪郭の）フランジ５４をうまく包含し、摩擦溶接動作中に回転式のドライブ（示されない）によって回転するよう設定され、スタッド５１は管状の押圧部材（Druckstueck）６８によって円筒状のネック部６０の領域で中央に係合され、その結果、回転中にスタッドの環状リング５３が、同軸の円筒状のネック部６０および推進部材６８によって完全に正確に、すなわち横方向の逃げがないよう回転することが確実になる。環状リング５３を有するスタッド５１の回転および押圧に起因して環状リング５３と構成要素６２との接触場所で加熱が生じるので、最終的には構成要素６２の材料を有する領域６４で摩擦溶接が起る。
【００３２】
図１３は、平らな構成要素６２に溶接された、図１０のスタッド５１を示す。平らな構成要素は、ここではコーティングされた薄い金属板によって形成され、そのコーティングは参照記号６３によって特定される。見られるように、凸状の環状リング５３の部分が構成要素６２の材料に入り込み、領域６４において構成要素６２の材料に孔のない態様で溶接されている。
【００３３】
図１４は図１の固定要素を示し、この場合はさらに径方向の溝７０を有し、それは環状リング３の最大高さ６の領域に穿設される。径方向の溝７０の深さは僅かであるが、前記深さはその延長において摩擦溶接接続にほぼ対応し、その結果、摩擦溶接接続の形成に際し、環状リング３内に生じるいかなるガスも溝７０を通って出ることができる。径方向の溝７０は、その寸法が小さいので摩擦溶接接続に悪影響を及ぼさず、また構成要素上の汚染またはコーティングがその縁部によってこすり取られることにより、いずれにせよ摩擦溶接接続を助けさえする。
【００３４】
図１５は、環状リング３を有する固定要素の側からの同じ固定要素の平面図を示す。見られるように、３つの径方向の溝７０，７１，７２が環状リング３に穿設される。しかしながら、必要な摩擦溶接接続に関わる材料に依存して、より多い、またはより少ない数の径方向の溝を与えることも可能であることが指摘されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】凸状の環状リングを有するスタッドの形状の固定要素を示す側面図であって部分的に断面図である。
【図２】環状リングの平面図としてスタッドを示す図である。
【図３】環状リング上に同心的に環状の円錐状表面を有する、同様のスタッドを示す部分的な断面図である。
【図４】構成要素に溶接された、スタッドの形状の固定要素を示す図である。
【図５】ナットの形状の固定要素を示す図である。
【図６】構成要素に溶接された図５のナットを示す図である。
【図７】あらかじめ取付けられたねじで金属板に溶接された摩擦溶接ナットを示す図である。
【図８】摩擦溶接ナットを単独で示す図である。
【図９】ケーブルラグがねじ込まれた摩擦溶接ナットを示す図である。
【図１０】凸状の環状リングを有するスタッドの形状の固定要素を示す側面図であって、部分的に断面図である。
【図１１】環状リングの平面図としてスタッドを示す図である。
【図１２】チャックを示し、スタッドが前記チャックによって係合されて構成要素に対して押圧された図である。
【図１３】コーティングされた構成要素に摩擦溶接によって接続されたスタッドを示す図である。
【図１４】径方向の溝を有する、図１によるスタッドの形状の固定要素を示す側面図である。
【図１５】環状リングの平面図としてスタッドの形状の固定要素を示す図であって、前記環状リングはここでは３つの径方向の溝を備える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月2日(2005.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定要素であって、固定要素に作用する回転力および平らな構成要素（１２，２６）に対する押圧力を通じて構成要素（１２，２６）に摩擦溶接するための、同心の環状リング（３）のある前面を有する固定要素は、環状リング（３）が、その最大高さ（６）領域において構成要素（１２，２６）に対して同心の接触線およびすり減った材料を受取るための中央の凹み（８）を有し、かつフランジ（４）の一部であり、フランジ（４）は、環状リング（３）と、さらに環状リング（３）の外側に、摩擦溶接動作中に発生するすり減った材料をはじき、かつ受取るための外壁（２５）を有する同心の溝（７）との両方を含み、そこでフランジ（４）は、環状リング（３）に面しない側面で構成要素（１２，２６）に対する押圧力のための対向面（５）を形成し、その外面で回転力のためのドライバを形成することを特徴とする、固定要素。
【請求項２】
環状リング（３）が凸状の断面を有することを特徴とする、請求項１に記載の固定要素。
【請求項３】
環状リング（９）が断面において同心的に環状の凸状の円錐状表面（１０）によって境界付けられることを特徴とし、前記円錐状表面（１０）は、環状リング（９）の外縁部（１１）において外部に向かって接触線で終端する、請求項１に記載の固定要素。
【請求項４】
ドライバが六角形の形状であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の固定要素。
【請求項５】
前記固定要素はスタッド（１）の形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の固定要素。
【請求項６】
前記固定要素はナット（１５）の形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の固定要素。
【請求項７】
前記固定要素は、接地接触の形状であることを特徴とし、前記接地接触の一方側は摩擦溶接動作のための同心の環状リング（３３）を有する溶接側の形状であり、他方側は電気コンダクタの電気的接触のための接触生成面の形状であって、接触生成面はナット本体（３２）に対して同心の突起部（３４）を有し、前記突起部（３４）の前面は接触生成面を形成し、前記突起部（３４）の丸い外縁部は、あらかじめ取付けられたねじ（３９）のヘッド（４０）によってかぶせられ、封止される、請求項６に記載の固定要素。
【請求項８】
突起部（３４）の外縁部の直径は、ねじ（３９）のヘッド（４０）の下側の最小直径よりも小さいことを特徴とする、請求項７に記載の固定要素。
【請求項９】
突起部（３４）の前面は、平らな凹面の円錐部（３６）の形状であることを特徴とし、ねじヘッド（４０）が押圧されると、前記円錐部（３６）の丸い外縁部（４１）は、接触圧力および封止が増大した線形の接触領域を形成する、請求項７または８に記載の固定要素。
【請求項１０】
スタッド（５１）はねじ切られたシャンク（５２）を有することを特徴とし、前記ねじ切られたシャンク（５２）は、ねじ切られたシャンク（５２）より大きな直径の、フランジ（５４）に隣接した同軸の円筒状のネック部（６０）を介して、対向面（５５）に移行する、請求項５に記載の固定要素。
【請求項１１】
環状リング（３）は、その最大高さ（６）の領域において少なくとも１つの径方向の溝７０，７１，７２を有することを特徴とし、その深さは少なくとも摩擦溶接接続に対応する、請求項１から１０のいずれかに記載の固定要素。
【国際調査報告】
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