(57)【要約】  この発明は、構成要素への摩擦圧接接続のため、および留め要素に作用する回転および接触力を伝達するために、それぞれの半径方向の接触表面および追従プロファイル（１７）を設けられた留め要素（１）を保持するためのチャック（２）に関する。環状の受取要素（９）が回転力を伝達するためにチャック（２）に設けられ、前記受取要素は導入された軸方向に六角形のプロファイルを含む留め要素をしっかりと囲む。チャックは環状の受入要素（９）に後退可能な接触部分（１８，２７）を含み、これは前記要素内で案内され、かつ受入要素の横方向の開口部（１２）を通じて留め要素が入るのを可能にするために前記要素内で後退可能であり、その部分は前記開口部の後ろに後退される。留め要素の導入後、接触部分は、留め要素がその回転中に摩擦圧接位置で構成要素に押圧するように、留め要素の接触表面（１９）に対して保持位置へと変位可能である。保持位置では、環状の受入要素に導入された留め要素は、半径方向内側に突出する後退可能な停止部分（１０，１１）によって軸方向に保持される。
2008509008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素（５）への摩擦圧接接続に対して、および留め要素（１，２６）に作用する回転および押圧の力の伝達に対して、各々が半径方向の圧力表面（１９）および駆動プロファイル（１７）を設けられた留め要素（１，２６）の保持のためのチャック（２）であって、チャック（２）は回転力を伝達するために環状の容器（９）を設けられ、前記環状の容器（９）は挿入された留め要素（１，２６）をぴったりと囲み、前記留め要素（１，２６）は軸方向の複数の面を有するプロファイル（１７）を有し、チャック（２）は圧力片（１８，２７）を含み、前記圧力片（１８，２７）は環状の容器内で後退可能であり、前記圧力片（１８，２７）は、環状の容器（９）によって案内され、かつ、環状の容器（９）上の横方向の開口部（１２）を通じた留め要素（１，２６）の供給のために、環状の容器（９）内で開口部（１２）の後ろまで後退可能であり、留め要素（１，２６）の挿入後、摩擦圧接位置で留め要素（１，２６）がその回転中に構成要素（５）に対して押圧するように、留め要素（１，２６）の圧力表面（１９）に対して待機位置へと前進可能であり、待機位置で、環状の容器（９）に挿入された留め要素（１，２６）は、半径方向内側に突出する、後退可能な拘束部分（１０，１１）によって、軸方向に保持されることを特徴とする、チャック。
【請求項２】
環状の容器（９）は、留め要素（１，２６）との接触まで圧力片（１８，２７）から離れる方向でその外部開口部を細くすることを特徴とする、請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
スタッドタイプの留め要素（１）の処理に対して、圧力片（１８）はその穴（２３）の領域にそこへ部分的に突出する締付け片（２４）を設けられ、前記締付け片（２４）は留め要素（１）のシャンクを容易に解放可能な態様で待機位置に締付け、前記シャンクは穴（２３）によって保持されることを特徴とする、請求項１または２に記載のチャック。
【請求項４】
ナットタイプの留め要素（２６）の処理に対して、圧力片（２７）は軸方向に突き出るピン（２８）を有し、圧力片（２７）が待機位置の留め要素（２６）に押圧するとき、前記ピン（２８）は、締付け片とともにナットタイプの留め要素（２６）のねじが切られた穴へと突出し、そこでそれ自身を解放可能に締付けることを特徴とする、請求項１または２に記載のチャック。
【請求項５】
拘束部分（１０，１１）は、供給され、かつ待機位置に保持される留め要素（１，２６）に対する円錐形の支持表面（２１，２２）を設けられ、その支持表面（２１，２２）上で留め要素（１，２６）はスライドし、留め要素（１，２６）が摩擦圧接位置へと動かされるときに拘束部分（１０，１１）を側へと押し退け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チャック。
【請求項６】
供給通路（７）は環状の容器（９）上の横方向の開口部（１２）に接続され、前記供給通路（７）は、環状の容器（９）の複数の面を有するプロファイルに適合するまでその内部空間が一定の割合で細くなっていくように遷移することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のチャック。
【請求項７】
環状の容器（３０）内で軸方向に変位可能な、非回転可能なラム（３６）が圧力片（３３，５９）の変位に対して設けられ、前記ラム（３６）は、留め要素（１，５７）に面さないその側で軸方向に駆動するようにかつ解放可能に圧力片（３３，５９）に係合し、留め要素（１，５７）が摩擦圧接位置に到達したとき、圧力片（３３，５９）は、環状の容器（３０）が、そこに作用する回転力を押圧力とともに圧力片（３３，５９）へと伝えるように、それ自身を環状の容器（３０）とロックし、ラム（３６）は圧力片（３３，５９）から解放されることを特徴とする、請求項１に記載のチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構成要素への摩擦圧接接続に対して、および留め要素に作用する回転および押圧の力の伝達に対して、各々が半径方向の圧力表面および駆動プロファイルを設けられた留め要素の保持のためのチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなチャックは、ＵＳ−ＰＳ  ４  ８５０  ７７２に示され、説明される。既知のチャックは、ねじが切られたスタッドを含む特定の留め要素に適合され、前記ねじが切られたスタッドの前面は、摩擦圧接によってそれぞれの構成要素に接合されるべき表面を形成する。スタッドは前面から間隔をあけられたフランジを有し、前記フランジは、回転力および押圧力を伝えるように設計されるため、スタッドの前面に面さないその側の形がわずかで円錐形であり、それらの尾根に半径方向に方向付けられた連続するひだが設けられる。前記方向付けられたひだは、共に上述の円錐形を形成し、対応した形状のチャックによって受取られる役割をし、チャックはひだを介して回転力を取り、フランジの半径方向の広がりを介して押圧力を取り、前記力をスタッドのシャンクを介して摩擦圧接のためにその前面へと伝える。スタッドの基礎となっている摩擦圧接プロセスでは、かなりの回転力および押圧力の両方を適用する必要があるため、フランジの上述の表面のひだを付けられた設計は、個々のひだの斜面が、用いられる摩擦圧接装置のチャックに対してフランジから周期的に離される性質を与えるという重要性を持っており、これは、とりわけ軸方向での振動運動に繋がることがあり、これは摩擦圧接動作に有害である。スタッドに作用する回転および押圧の力は、一般に、中央穴を有する圧力片によって適用される。スタッドは、そのフランジが、フランジのそれぞれの面に適合された、すなわち、形が同様に円錐形であり、かつひだを設けられた圧力片の前面に来るまで、圧力片の穴へと挿入される。圧力片のひだはフランジのひだに適合する。回転および押圧の力を取るフランジの設計が振動運動の発生の上述の問題に繋がり得るという事実を別にして、既知のチャックはスタッドの単一の処理にのみ好適であるが、なぜなら、構成要素に摩擦圧接されるべき各スタッドは、後続の押圧方向と反対の方向で手動でチャックへと導入されなければならないからである。前記チャックは、したがって、スタッドの自動化された供給には好適ではなく、これは既知のチャックのさらに別の短所を構成する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この発明の目的は、摩擦圧接接続に対する留め要素の保持のための上述の種類のチャックを作成することであり、一方で、前記チャックは留め要素の自動化された供給を可能にし、他方で、回転力および押圧力の適用は、押圧力の軸方向および押圧力自身の両方においてそれぞれの留め要素の案内が特に正確に行なわれて、摩擦圧接接続を可能にするように行なわれ、これは、安定した溶接を提供すると同時に、できるだけ小さな程度でのみ留め要素および構成要素から材料を取除くため、結果として、特に薄い構成要素、すなわち、特に薄い金属プレートが摩擦圧接接続に好適である。この発明の目的は、回転力を伝えるための環状の容器がチャックに設けられることで達成され、前記環状の容器は挿入された留め要素をぴったりと囲み、前記留め要素は軸方向の複数の面を有するプロファイルを有し、チャックは圧力片を含み、前記圧力片は環状の容器から引抜かれるように適合され、前記圧力片は、環状の容器で終わるチューブによって案内され、かつ、チューブ上の横方向の開口部を通じた留め要素の供給のために、チューブ内で開口部の後ろまで後退可能であり、留め要素の挿入後、摩擦圧接位置において、留め要素がその回転中に加工物に対して押圧するように、留め要素の圧力表面に対して待機位置へと前進可能であり、待機位置において、環状の容器に挿入された留め要素は、半径方向内側に突出する、引込み可能
な拘束部分によって、環状の容器においてその終端位置で軸方向に保持される。
【０００４】
この発明よるチャックでは、一方で回転力の、他方で押圧力の適用に、別々のツール要素が使用され、すなわち、回転力に対して、環状の容器が使用され、これはチャックによって係合される留め要素の軸方向の複数の面を有するプロファイルに適合され、かつ前記複数の面を有するプロファイルをぴったりと囲む。押圧力は圧力片によって適用され、前記圧力片は環状の容器内で後退可能であるように適合され、環状の容器内で案内される。圧力片は、前記環状の容器内で遠くまで後退させることができるため、処理のための新たな留め要素は、圧力片によって妨げられることなく、環状の容器上の横方向の開口部を通じて毎回導入することができ、圧力片は開口部の後ろまで後退させることができる。前記複数の面を有するプロファイルは、従来使用されるように、たとえば、六角形のボルトおよび六角形のナットの場合のように、たとえば、六角形のプロファイルであり得る。当然のことながら、しかしながら、これに代えて、異なる複数の面を有するプロファイル、より具体的には正方形のプロファイルを用いることが可能である。摩擦圧接動作に対して、圧力片は環状の容器内で留め要素に対して押圧され、前記留め要素は押圧力を取るために上述の半径方向の圧力表面を有する。そのような設計は、回転力および押圧力が各々個々に適用され、したがって、対応する精度で調整され得るようにする。というのは、各力の調整が他方の力によって悪影響を受け得ないないからである。一旦挿入されると、留め要素が摩擦圧接接続に対してその待機位置に保持されるようにするために、環状の容器は、環状の容器の横方向の開口部を通じて導入された留め要素を捕らえ、かつ処理まで留め要素を定位置に確実に保持する、半径方向内側に突出した後退可能な拘束部分を設けられる。
【０００５】
チャックに導入されている留め要素に環状の容器内で確実な支持が与えられるようにするために、環状の容器は、留め要素との接触まで、圧力片から離れる方向で、その外部開口部を細くするような設計であり、有利である。その駆動プロファイルで外部開口部へとスライドすると、留め要素は、環状の容器による駆動プロファイルの係合を通じて軸方向に確実に保持され、それによって、続く摩擦圧接動作を正確なセンタリングで行なうことができる。
【０００６】
実際の摩擦圧接動作の開始の前に拘束部分が後退させられていても、チャック内の留め要素にチャック内でのある支持を与えるために、スタッドタイプの留め要素の処理に対して、圧力片には、その穴の領域にそこへ部分的に突出する締付け片が設けられ、前記締付け片は、待機位置で留め要素のシャンクを容易に解放可能に締付け、前記シャンクは穴によって保持される。ナットタイプの留め要素の処理に対して、圧力片には軸方向に突き出たピンが設けられ、圧力片が待機位置の留め要素に対して押圧するとき、前記ピンは、ラムタイプの締付け片とともにナットタイプの留め要素のねじが切られた穴へと突出し、そこでそれ自身を解放可能に締付ける。両方の実施例は、問題なくそれぞれの留め要素が引抜かれることを可能にするが、なぜなら、上述のように、それぞれの締付け片の保持または締付けの機能が解放可能であるからである。
【０００７】
拘束部分が抑制している留め要素を拘束部分が解放するようにそれらを動かすことを可能にするために、拘束部分には、導入された留め要素に対する円錐形の支持表面が有利に設けられ、その支持表面上で留め要素はスライドし、留め要素が摩擦圧接位置へと動くときに拘束部分を側へと押し退ける。圧力片がそれぞれの留め要素の半径方向の圧力表面に来るとき、このことは、拘束部分の円錐形の支持表面のため、半径方向外向きの力の成分をもたらし、その力は拘束部分を押し退け、それによって摩擦圧接位置へとさらに進むように留め要素を解放する。
【０００８】
留め要素がチャックへと供給されているときに、それらの駆動プロファイルが、そこか
ら留め要素が障害なしに環状の容器へとスライドすることのできる位置を早い段階で既に与えられているようにするために、供給通路が環状の容器上の横方向の開口部に接続されてもよく、前記供給通路は、環状の容器の複数の面を有するプロファイルに適合するまでその内部空間が一定の割合で細くなっていくように遷移する。このように、チャックに向かって供給通路でスライドするとき、留め要素は、そこで留め要素の複数の面を有するプロファイルに適合されたそれらの形状で環状の容器へと障害なくスライドすることのできる角度位置を早い段階で既に与えられている。
【０００９】
留め要素の回転スピードを制御することに基づく、摩擦圧接動作中に、回転する構成要素の慣性モーメントを最小限にするために、チャックは、環状の容器内で軸方向に変位可能な非回転可能ラムが圧力片の変位に対して設けられるような設計であって有利であり、前記ラムは、留め要素に面しないその側で軸方向に駆動するようにかつ解放可能に圧力片に係合し、留め要素が摩擦圧接位置に到達したとき、圧力片は、環状の容器がそこに作用する回転力を押圧力とともに圧力片へと伝えるようにそれ自身を環状の容器とロックし、ラムは圧力片から解放される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の例示的な実施例を図面で示す。
図１は、留め要素１の摩擦圧接のための装置の一般的な図であり、前記装置は、駆動機構３によって駆動されるチャック２を含む。駆動機構３自身はこの発明の主題ではないため、装置のモジュールとして一般的に表わされるに過ぎない。チャック２はダウンホルダ４によって囲まれ、これはチャック２とともに、構成要素５へと下げられるように適合され、かつ、既知の態様の摩擦圧接動作中に前記構成要素を台６に押圧する。チャック２は、チューブ７を介して、処理されるべき留め要素を連続的に供給され、前記チューブ７は、ある角度で側からチャック２へと合流し、これは以下にさらに詳しく論じる。この装置の詳細な説明は、ドイツ特許出願１０  ２００４  ０３４  ４９８．１に含まれ、ここでそれを参照する。
【００１１】
図２ａからｄは、スタッドタイプの留め要素１の処理のための個々の動作段階におけるチャック２を表わす。
【００１２】
チャック２は環状の容器９を含み、これは、ある角度で環状の容器９に合流するチューブ７を通じて一度に１つの新たな留め要素１を供給することができるような長さであり、前記留め要素１は、図２ａに示される動作位置から図２ｂに示される動作位置へとスライドし、そこでそれは拘束部分１０および１１によって待機位置に保持される。留め要素のそのような供給を可能にするために、環状の容器９には横方向の開口部１２が設けられ、これは小さな隙間でチューブ８の端部と隣接し、チューブ７の前記端部は環状の容器９の壁からの小さな隙間を維持するが、なぜなら、さらなる処理中に、環状の容器９は摩擦圧接動作のために回転されるからである。
【００１３】
２つの拘束部分１０および１１は、リベット１５および１６によって、ばね要素１３および１４を介して環状の容器９に取付けられる。ばね要素１３および１４は、待機位置（図２ｂを参照）に保持される留め要素１を解放するために拘束部分１０および１１が側に動くことを可能にし（図２ｄを参照）、その待機位置から、留め要素１は図２ｄに示されるように摩擦圧接位置へと移動させることができる。
【００１４】
図２ａ〜ｄに示されるチャックは、上述のように、六角形の軸方向の複数の面を有するプロファイル１７を有するスタッドタイプの留め要素１の処理、すなわち、その点で、六角形の頭部のボルトに似た留め要素に対して意図される。前記複数の面を有するプロファイルは環状の容器９にも与えられ、同様に新たな留め要素の供給のためにチューブ７にも
与えられ、結果として、チューブ７から既に出た、前記留め要素は、環状の容器９への移動に対して正しく方向付けられたそれらの回転角度を供給され、環状の容器９に保持される。
【００１５】
図２ｂに示されるように待機位置から始まって、留め要素は拘束部分１０および１１によって当初前記待機位置に保持され、チャック２は図２ｃに示される位置へと切換わり、ここで、図２ａおよび２ｂに示されるように当初後退された位置に保持されていた圧力片１８が留め要素１へと下げられ、圧力片１８は留め要素１の半径方向の圧力表面１９を打ち、留め要素１を環状の容器９の底端部２０に向かって追いやり、拘束部分１０および１１は側へと押し退けられるが、これはそれらに一般に円錐形の支持表面２１および２２（図２ａを参照）が設けられているからであり、その支持表面２１および２２へと複数の面を有するプロファイル１７のエッジが押圧し、それによって拘束部分を外側に向かって旋回させるが（図２ｄを参照）、これはばね要素１３および１４によって可能になる。留め要素１へと下げられると、圧力片１８はその穴２３で留め要素１のシャンクを囲み、締付け片２４によって前記シャンクを解放可能に締付け、この締付け片２４は、圧力片１８の穴２３の領域に含まれ、ここでは拡張可能なゴムリングの形であり、前記ゴムリングは、穴２３の壁の対応する溝に収容され、圧力片１８が留め要素１のシャンクに押圧するときに、わずかに道を開け、ゴムリングの張力下で留め要素１を解放可能に締付ける。
【００１６】
圧力片１８の下降運動の終わりが図２ｄに示される。圧力片１８はその前面でかなりの軸方向の圧力で留め要素１の圧力表面１９（図２ｂを参照）に押圧し、環状の容器９は同時に回転させられ、結果として摩擦圧接動作が続き、これは図１に一般な原理で示され、そこで必要な押圧力および回転力は図１に示される駆動機構３によって適用される。チャック２のこの摩擦圧接位置２５は、図１で破線によって表わされる。
【００１７】
図３ａからｃは基本的に同じチャック２を表わすが、しかしながら、これはナットタイプの留め要素の処理に対する設計である。ナットタイプの留め要素の供給のためにチューブ７は環状の容器９に接続され、そのような接続は図２ａに関して述べた態様で行なわれる。図３ａは、ナットタイプの留め要素２６が待機位置にあるチャック９を示し、留め要素２６は２つの拘束部分１０および１１上にある。留め要素２６の後部表面上の、すなわち、その半径方向の圧力表面上の圧力片２７からの圧力下で、拘束部分１０および１１は押し退けられ、それによって留め要素２６を解放する。留め要素２６は、図３ｃに示される終端位置に環状の容器９によって確実に保持され、ここで駆動機構３（図１を参照）によって適用される押圧力および回転力が留め要素２６に作用し、それによって前記留め要素２６を摩擦圧接位置で構成要素５に接合する。
【００１８】
環状の容器９への留め要素２６の導入後に、（図３ｂに示されるような）待機位置から（図３ｃに示されるような）摩擦圧接位置への運動の間に留め要素が解放可能に保持されるようにするために（図２ｃに関する説明を参照）、圧力片２７には突き出たピン２８が設けられ、これは留め要素２６のねじが切られた穴へと挿入可能であり、かつＯ−リングによって囲まれ、前記Ｏ−リングはピン２８の溝によって保持される。Ｏ−リングは、締付け片の役割をし、かつ留め要素２６のねじが切られた穴の表面に対して内部から押圧し、それによって留め要素２６を解放可能に固定する。
【００１９】
それぞれの留め要素１および２６の、図２ｄおよび３ｃに示されるそれぞれの摩擦圧接位置への変位の終わりに、留め要素は、それが環状の容器から抜け出ず、かつできるだけ小さい遊びで回転中に保持されるように、その複数の面を有するプロファイルによって確実に保持されなければならない。このため、環状の容器９の端部２０（図２ｃを参照）は、図５に示されるような特別な設計である。したがって、上述の端部２０には、留め要素はその複数の面を有するプロファイルで摩擦圧接位置へと滑らかに動くことができるが、
同時にそれが複数の面を有するプロファイルによって前記摩擦圧接位置にぴったりと保持されるような細い部分２９が設けられ、この複数の面を有するプロファイルは環状の容器にも設けられ、このため、環状の容器の対応する領域には非常にわずかなテーパがある。結果として、前記テーパ２９の領域では、環状の容器９は留め要素の複数の面を有するプロファイル１７の周りにぴったりと接触し、対応する位置で前記留め要素を解放可能に保持し、摩擦圧接動作中に、それによって、かなりの押圧力および回転力を取ることにより真の回転を可能にし、したがって、対応する構成要素の真の摩擦圧接を可能にする。
【００２０】
図６ａは、留め要素１の摩擦圧接のための装置の図１に示される設計の変形を表わし、留め要素１は待機位置にある。留め要素１は、供給チューブ７内の位置（破線によって示される）から前記待機位置へと移動されている。示される待機位置では、留め要素１は、拘束部分１０および１１によって保持され、その機能は図２ａからｄに示される拘束部分１０および１１のものと同一である。図６ａの拘束部分１０および１１は、圧力が留め要素１に作用されるときに、外側に向かって横方向に動くことができる（図２ｂに関する説明も参照）。拘束部分１０および１１は環状の容器３０に取付けられ、これは軸方向に可動に管状のダウンホルダ３１に収容される。留め要素１の摩擦圧接に対して、ダウンホルダ３１は対応する加工物（たとえば、図１の５）へと下げられる。管状のダウンホルダ３１はさらに別の留め要素の供給のために上述の供給チューブ７によって貫かれる。対応する貫通３２は環状の容器３０にも設けられる。圧力片３３は環状の容器３０内で軸方向に可動に案内され、前記圧力片３３は、以下に説明される機構によって留め要素１へと下げられ、かつその後に、以下に示されるように加工物に対して押圧されるように適合される。圧力片３３には輪止め３４が設けられ（図７も参照）、この輪止め３４は環状の容器３０の対応する形状の溝３５に係合し、これは圧力片３３が、図６ａに示される位置から摩擦圧接の前の位置への軸方向の運動中に環状の容器に関して回転できないようにする。
【００２１】
図６ａでその待機位置に示される留め要素１の、摩擦圧接位置への移動を図６ｂから６ｃを参照して説明する。
【００２２】
まず、正方形のラム３６が図６ａに示される位置から圧力片３３に向かって変位される。ラム３６の正方形の断面が図６ａからｃで交差した線によって象徴的に示される。環状の容器３０の延在部３７の以下に述べる回転で、ラム３６はともに回転されないが、なぜなら、延在部３７が丸い穴で形成されるからである。ラム３６の、圧力片３３に面する端部には、ばねロックワッシャ３８が設けられ、これはハウジング３９（参照番号４０)および圧力片３３の対応する位置へと解放可能にロックする。
【００２３】
図６ｂは下げられた位置のラム３６を示し、ここでそれはばねロックワッシャ３８を介して圧力片３３を待機位置に保持している。その連続した下方への動きで、ラム３６は、留め要素１が図６ｃに示される摩擦圧接位置に到達するまで、それとともに圧力片３３を持っていき、拘束部分１０および１１を側に向かって押し退ける（図６ｃを参照）。ラム３６はその示される位置から引下げることができる。ラム３６の軸方向の運動に対して、空気圧で動作される、そこで案内されるピストン５６を備えたシリンダ５３が設けられ、これはこのこと関して一般的な原則のみで論じられる制御の従来の形である。ピストン５６に作用する空気圧の力のため、ピストン５６はシリンダ５３で往復運動され、それによって対応してそれとともにラム３６を持っていく。
【００２４】
摩擦圧接位置（図６ｃを参照）に残っている、留め要素１は、ラム３６の引下げの前は、圧力片３３および環状の容器３０のロッキングを通じて前記位置に保持されていた。このため、圧力片３３は環状の容器３０にロックされる。
【００２５】
そのようなロッキングを実行するため、圧力片は図７および８に示される輪止め３４を
備え、輪止め３４は相互回転を提供するために圧力片３０の対応する溝５５に係合し、前記溝５５は、溝３４とともに差込受け金具のように機能する。環状の容器３０および圧力片３３は軸方向に連結される。ラム３６は前記連結および（ばねロックワッシャ３８および位置４０によって提供される）圧力片３３とのそのロッキングから後退させることが可能であり、図６ａに示されるようにその後部位置へと引戻すことができる。
【００２６】
摩擦圧接動作を実行するために、環状の容器３０は回転させられる。このため、図６ａからｃに示される装置には回転駆動が設けられ、前記回転駆動は電気モータ４１を含み、これはシャフト４２によって歯車４３を回転させ、これはステップアップ歯車４４と係合し、これが歯車４５を駆動する。前記歯車４５は環状の容器３０の延在部に固定して位置付けけられる。電気モータ４１が回転するとき、環状の容器３０は歯車４３および４５によって提供される伝達比によって回転させられ、上述のように、図６ｃに示される摩擦圧接位置で、環状の容器３０は、圧力片３３とのその連結のために同様に圧力片３３を回転させ、結果として、留め要素１は同じ回転スピードで圧力片３３とともに回転させられ、圧力片３３との連動のため、前記圧力を圧力片３３に伝える環状の容器３０への圧力の結果として、対応する圧力が留め要素１に作用し、これはこのように摩擦圧接によって加工物（図示せず）へと接合される。前記圧力の生成はこの発明の主題ではない。必要な圧力を生成する機構は、図６ａからｃおよび１０に一般的な原則で示され、これは静圧生成器４６であり、そこから圧力伝達ラム４７が突き出ており、これがハウジング３９に直接的に作用する。その他のものに対して、そのような装置の圧力および変位の生成に関しては、既に述べたドイツ特許出願１０  ２００４  ０３９  ３９８．２を参照する。
【００２７】
ハウジング３９が変位されると、前記変位は圧力伝達ラム４７を通じて行なわれ、ハウジング３９に配置されたローラベアリング４８を介して対応する圧力が環状の容器３０の延在部３７に作用される。
【００２８】
上述の説明から明らかであるように、図６ａに示されるようなその位置から図６ｃに示されるような位置へと圧力片３３を動かすための機構は、摩擦圧接動作中に回転させられず、すなわち、前記機構は、本質的にラム３６およびピストン５６を含み、その慣性モーメントに関して、摩擦圧接中に回転させられるそれらの部品の慣性モーメントに貢献せず、このことは対応して摩擦圧接動作の制御を容易にする。
【００２９】
摩擦圧接動作の実用的な閉ループ制御のためには、環状の容器３０に作用する圧力および電気モータ４１の瞬間的な回転スピードを測定することが必要であり得ることをさらに指摘しておく。このために、ローラベアリング４８に対する台として、リング型圧力センサ４９および回転カウンタ５０が設けられ、これは同時にシャフト４２および環状の容器３０の瞬間的な角度位置も示す。前記角度位置は、図６ｃに示されるような、圧力片３３の運動およびロッキングに対して、前記圧力片が環状の容器３０によって正確な位置で検出されなければならないという理由で重要である。
【００３０】
図７は圧力片３３の斜視図であり、前記圧力片３３は留め要素１に面するその側に丸い穴５１が設けられ、反対側に正方形の穴５２が設けられている。前記正方形の穴５２はラム３６によって係合され、これは、それが回転するとき、それとともに圧力片３３を持っていく。前記回転は、圧力片３３がその輪止め３４で環状の容器３０へと係止することができるように必要である。
【００３１】
図８は線ＩＩＸ−ＩＩＸに沿った環状の容器３０および圧力片３３の断面図である。そこから、３つの輪止め３４を設けられている圧力片３３が圧力片３３の対応する半径方向の溝５５にどのように係合するかが明らかであり、前記半径方向の溝５５は輪止め３４とともに差込受け金具のように作用する。
【００３２】
図９は、図６ａからｃの装置の一般的な図である。そこから、シリンダ５３がどのようにハウジング３９から突き出るかが明らかであり、前記シリンダ５３は、上述のように、ラム３６の運動のためのガイドおよび駆動として設けられる。図９は管状のダウンホルダ３１および、留め要素１の供給のための、ハウジング３９から突き出るチューブ７も示す。シリンダ５３に面するハウジング３９の端部に隣接して、歯車４３、４４および４５を含むギヤユニット（図６ａを参照）がショルダ５４に設けられ、電気モータ４１は前記ギヤユニット作用する。最後に、図９は、それによって動作される圧力伝達ラム４７を備えた静圧生成器４６も示す。
【００３３】
図１０は、図６ａからｃに示されるものと広い範囲で同一であるが、ナット５７の形の留め要素の処理に対して設計されている装置を示す。ナット５７は供給チューブ５８を通じて供給されており、その端部にナットが以前に待機していたところが破線で示される。
【００３４】
待機位置にあるとき、ナット５７は、図６ａの例示的な実施例のスタッドの形の留め要素１と同様に、拘束部分１０および１１上にある。ナット５７の係合に対して、圧力片５９は突出６０を設けられ、ばねロックワッシャ６１は前記突出６０に係止されている。前記ばねロックワッシャはナット５７の対応する溝へと係止することができる。このため、図６ａからｃに関して説明した手順と同様に、圧力片５９は下げられ、かつナット５７へとロックされ、摩擦圧接位置への移動およびさらなる処理の動作が図６ａからｃに関して説明したのと同じように実行される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】その駆動機構とともにチャックを示す図である。
【図２ａ】留め要素の供給から摩擦圧接までその個々の動作段階におけるスタッドタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図２ｂ】留め要素の供給から摩擦圧接までその個々の動作段階におけるスタッドタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図２ｃ】留め要素の供給から摩擦圧接までその個々の動作段階におけるスタッドタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図２ｄ】留め要素の供給から摩擦圧接までその個々の動作段階におけるスタッドタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図３ａ】留め要素の摩擦圧接のために既に導入された留め要素の３つの作業位置におけるナットタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図３ｂ】留め要素の摩擦圧接のために既に導入された留め要素の３つの作業位置におけるナットタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図３ｃ】留め要素の摩擦圧接のために既に導入された留め要素の３つの作業位置におけるナットタイプの留め要素の処理のためのチャックの図である。
【図４】ナットタイプの留め要素を保持するための突き出たピンを備えた圧力片の図である。
【図５】導入された留め要素を囲むための環状の容器の端部の拡大図である。
【図６ａ】その駆動機構とともに、回転するかたまりに関して特別な設計のチャックを示す図であり、留め要素は待機位置にある。
【図６ｂ】圧力片によって保持された留め要素の、摩擦圧接位置への移動の前の段階におけるその駆動機構を備えたチャックの図である。
【図６ｃ】留め要素が摩擦圧接位置へと移動されている、その駆動機構を備えたチャックの図である。
【図７】図６ａから６ｃに示されるチャックからの圧力片の斜視図である。
【図８】チャックと環状の容器との間のロッキング機構の断面図である。
【図９】横方向に取付けられた駆動機構を備えた配置の全体図である。
【図１０】ナットの形の留め要素の処理のための図６ａからのものによる装置の図である。
【図１】
2008509008.tif 000003
【図２ａ】
2008509008.tif 000004
【図２ｂ】
2008509008.tif 000005
【図２ｃ】
2008509008.tif 000006
【図２ｄ】
2008509008.tif 000007
【図３ａ】
2008509008.tif 000008
【図３ｂ】
2008509008.tif 000009
【図３ｃ】
2008509008.tif 000010
【図４】
2008509008.tif 000011
【図５】
2008509008.tif 000012
【図６ａ】
2008509008.tif 000013
【図６ｂ】
2008509008.tif 000014
【図６ｃ】
2008509008.tif 000015
【図７】
2008509008.tif 000016
【図８】
2008509008.tif 000017
【図９】
2008509008.tif 000018
【図１０】
2008509008.tif 000019
【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】
構成要素（５）への摩擦圧接接続に対して、および留め要素（１，２６）に作用する回転および押圧の力の伝達に対して、各々が半径方向の圧力表面（１９）および駆動プロファイル（１７）を設けられた留め要素（１，２６）の保持のためのチャック（２）であって、チャック（２）は回転力を伝達するために複数の面を有するプロファイルを有する環状の容器（９）を設けられ、前記環状の容器（９）は挿入された留め要素（１，２６）をぴったりと囲み、前記留め要素（１，２６）は軸方向の複数の面を有するプロファイル（１７）を有し、チャック（２）は圧力片（１８，２７）を含み、前記圧力片（１８，２７）は環状の容器内で後退可能であり、前記圧力片（１８，２７）は、環状の容器（９）によって案内され、かつ、環状の容器（９）上の横方向の開口部（１２）を通じた留め要素（１，２６）の供給のために、環状の容器（９）内で開口部（１２）の後ろまで後退可能であり、留め要素（１，２６）の挿入後、摩擦圧接位置で留め要素（１，２６）がその回転中に構成要素（５）に対して押圧するように、留め要素（１，２６）の圧力表面（１９）に対して待機位置へと前進可能であり、待機位置で、環状の容器（９）に挿入された留め要素（１，２６）は、半径方向内側に突出する、後退可能な拘束部分（１０，１１）によって、軸方向に保持されることを特徴とする、チャック。
【請求項２】
環状の容器（９）は、留め要素（１，２６）との接触まで圧力片（１８，２７）から離れる方向でその外部開口部を細くすることを特徴とする、請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
スタッドタイプの留め要素（１）の処理に対して、圧力片（１８）はその穴（２３）の領域にそこへ部分的に突出する締付け片（２４）を設けられ、前記締付け片（２４）は留め要素（１）のシャンクを容易に解放可能な態様で待機位置に締付け、前記シャンクは穴（２３）によって保持されることを特徴とする、請求項１または２に記載のチャック。
【請求項４】
ナットタイプの留め要素（２６）の処理に対して、圧力片（２７）は軸方向に突き出るピン（２８）を有し、圧力片（２７）が待機位置の留め要素（２６）に押圧するとき、前
記ピン（２８）は、締付け片とともにナットタイプの留め要素（２６）のねじが切られた穴へと突出し、そこでそれ自身を解放可能に締付けることを特徴とする、請求項１または２に記載のチャック。
【請求項５】
拘束部分（１０，１１）は、供給され、かつ待機位置に保持される留め要素（１，２６）に対する円錐形の支持表面（２１，２２）を設けられ、その支持表面（２１，２２）上で留め要素（１，２６）はスライドし、留め要素（１，２６）が摩擦圧接位置へと動かされるときに拘束部分（１０，１１）を側へと押し退け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チャック。
【請求項６】
供給通路（７）は環状の容器（９）上の横方向の開口部（１２）に接続され、前記供給通路（７）は、環状の容器（９）の複数の面を有するプロファイルに適合するまでその内部空間が一定の割合で細くなっていくように遷移することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のチャック。
【請求項７】
環状の容器（３０）内で軸方向に変位可能な、非回転可能なラム（３６）が圧力片（３３，５９）の変位に対して設けられ、前記ラム（３６）は、留め要素（１，５７）に面さないその側で軸方向に駆動するようにかつ解放可能に圧力片（３３，５９）に係合し、留め要素（１，５７）が摩擦圧接位置に到達したとき、圧力片（３３，５９）は、環状の容器（３０）が、そこに作用する回転力を押圧力とともに圧力片（３３，５９）へと伝えるように、それ自身を環状の容器（３０）とロックし、ラム（３６）は圧力片（３３，５９）から解放されることを特徴とする、請求項１に記載のチャック。
【国際調査報告】
2008509008.tif 000020
2008509008.tif 000021
2008509008.tif 000022
2008509008.tif 000023