(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド及びシャフトを有するボルト様溶着補助結合部品のための、セット溶着装置のエレメント供給装置であって、該エレメント供給装置では、セット溶着接続体を形成するために、電極ポンチと電極対向支持部とが第一直線状移動線に沿った相対的結合動作を行うことができ、前記エレメント供給装置は、
ａ．ハサミ様に配置された二つの顎状クランプレバーであって、該顎状クランプレバーの少なくとも一方は枢動可能に配置され、両方の顎状クランプレバーで止まり穴通路を形成し、該止まり穴通路は、ネスト状端部位置を有する片側を一時的に閉鎖することができ、該端部位置で溶着補助結合部品を受け取ることができる、二つの顎状クランプレバーと、
ｂ．止まり穴通路のネスト状端部位置を電極ポンチと電極対向支持部との間に配置することができるように、前記第一移動線とは別の線に沿って止まり穴通路を移動させることができる第一アクチュエータと、
ｃ．止まり穴通路のネスト状端部位置に保持されている溶着補助結合部品を、電極ポンチに圧接した状態に位置決めすることができるように、力及び／又は距離を制御した態様で、止まり穴通路を前記第一移動線に並行に移動させることができる第二アクチュエータと
を備えることを特徴とする、エレメント供給装置。
【請求項２】
第一アクチュエータが、止まり穴通路の前記端部位置を、第一移動線に対して直角に、直線状に移動させることができる線形アクチュエータを含む、請求項１に記載のエレメント供給装置。
【請求項３】
止まり穴通路が、溶着補助結合部品が前記端部位置の方向へのみ越えることができる枢動可能な戻り止めを備える、請求項１又は２に記載のエレメント供給装置。
【請求項４】
止まり穴通路の顎状クランプレバーは、内側が溝状に形成され、溶着補助結合部品のヘッドが該溝中を案内され、該溝内に圧接状態で保持されるようになっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレメント供給装置。
【請求項５】
エレメント供給装置の検出された操作データを評価して、接続された少なくとも一つの要素のための少なくとも一つのコマンドを生成し該中央制御機器へと発信することができる制御ユニットを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエレメント供給装置。
【請求項６】
溶着補助結合部品のためのセット溶着装置であって、第一直線状移動線に沿って相対的結合動作を行なってセット溶着接続体を形成することができる電極ポンチと電極対向支持部とを備え、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレメント供給装置を備える、セット溶着装置。
【請求項７】
エレメント供給装置が、ポンチ移動時にポンチと共に移動できるようにセット溶着装置に固定されている、請求項６に記載のセット溶着装置。
【請求項８】
マスター要素として構成されるエレメント供給装置の制御ユニットとデータ及び／又はコマンドを交換する中央制御機器を、スレーブ要素として備える、請求項６又は７に記載のセット溶着装置。
【請求項９】
電極ポンチが負電位に接続され、電極対向支持部が正電位に接続されて、溶着プロセスを支援する、請求項６、７、又は８に記載のセット溶着装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの第一材料層を、予め穴開けすることなく、溶着可能な材料からなる若しくは溶着可能な材料部分を有する少なくとも一つの第二材料層と接続するための、ボルト様溶着補助結合部品を用いた機械的熱セット溶着プロセスとしての接続方法であって、該接続方法において請求項１〜５のいずれか１項に記載のエレメント供給装置によって溶着補助結合部品を供給し保持し、該方法は、
ａ．前記少なくとも一つの第一材料層と前記少なくとも一つの第二材料層とを、第一直線状移動線に沿って相対的結合動作を行うように構成されている電極ポンチと電極対向支持部との間に配置する工程と、
ｂ．電極ポンチと電極対向支持部との間に溶着補助結合部品を位置決めする工程と、
ｃ．力及び／又は距離を制御した態様で溶着補助結合部品を移動させて電極ポンチに当接させる工程と、
ｄ．工程ｃの後に、電極ポンチと溶着補助結合部品とを、電極対向支持部に支承されている材料層に当接するまでまとめて移動させ、それにより材料層に機械的にプレテンションをかける工程と、
ｅ．溶着補助結合部品と材料層とを、機械的負荷及び／又は熱負荷によって接続する工程と
を含む、接続方法。
【請求項１１】
溶着補助結合部品が、電極ポンチに当接した状態で圧接状態に保持される、請求項１０に記載の接続方法。
【請求項１２】
押下手段を使用せずに、ポンチ及び溶着補助結合部品によって材料層にプレテンションをかける、請求項１０又は１１に記載の接続方法。
【請求項１３】
電極ポンチと電極対向支持部との間で溶着補助結合部品及び材料層にプレテンションをかけた後に、エレメント供給装置から溶着補助結合部品を放出する工程をさらに含む、請求項１２に記載の接続方法。
【請求項１４】
溶着補助結合部品が電極ポンチに印加した力を力センサで検出する工程、及び／又は電極ポンチの方向へエレメント供給装置によって移動された溶着補助結合部品の距離を検出する工程をさらに含む、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の接続方法。
【請求項１５】
検出した力及び／又は検出した距離を制御ユニットへ送信する工程と、
所定の力及び／又は所定の距離に到達した後に、溶着補助結合部品を電極ポンチと共に電極対向支持部の方向へ前進開始させる工程とをさらに含む、請求項１４に記載の接続方法。
【請求項１６】
検出した力及び／又は検出した距離をエレメント供給装置の制御ユニットへ送信し、その結果エレメント供給装置の制御ユニットは、セット溶着装置１の中央制御機器に接続方法を継続させる、或いは特定の工程で接続方法を継続するようにプリセットする、請求項１５に記載の接続方法。
【請求項１７】
溶着補助結合部品を材料層内へ押し込み、溶着する工程と、
電極ポンチ及び電極対向支持部を接続された材料層から外す工程と
をさらに含む、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、2016年1月28日出願のドイツ特許出願第DE 10 2016 101 557.1号及び2016年2月1日出願のドイツ特許出願第DE 10 2016 101 755.8号の優先権を主張する。この優先権出願の全ての内容は、参照によりその全体が組み込まれる。
【０００２】
１．発明の技術分野
本発明は、ヘッド及びシャフトを有するボルト様の溶着補助結合部品のための、セット溶着装置のエレメント供給装置に関し、この装置では、電極ポンチと電極対向支持部とによって相対的結合動作を行ない、セット溶着接続体を形成することができる。本発明はさらに、これに対応するセット溶着装置、並びに上記ボルト様溶着補助結合部品及びセット溶着装置による機械的熱セット溶着方法の形態である接続方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．発明の背景
従来技術では、補助的結合部品を処理する様々な接続方法が知られている。このような接続方法には、パンチリベット締結やボルト締結等の、純粋に機械的な接続方法がある。このような装置では、結合エレメントが、輪郭付けされたチューブや加圧空気で操作される他のエレメント供給組立体等を介して、締結装置の結合通路に供給される。結合通路内では、締結装置のポンチは、ダイ等に向かう結合動作の一部として、一直線状の動作線上を移動して、接続を形成する。
【０００４】
同様に純粋な機械的結合方法を、複数の釘が自動的に供給される釘打ち機によって行うことができる。このために、米国特許第5,492,262号によれば、マガジン内に巻き取られている釘用帯状体を供給装置内でほどいて、各釘を結合装置へ送る。これらの釘はまず第一に釘用帯状体によって互いに接続されているので、特に釘をバラすのに手間がかかり、他の結合方法へ自動的に送ることができない。
【０００５】
ドイツ特許出願公開第DE 10 2010 060 141 A1号には、補助的結合部品を摩擦着装置に配置・供給することが記載されている。摩擦溶着エレメントへの供給装置は、摩擦溶着エレメントへの供給通路の終端部を形成するクランプ顎部をなす。供給通路の端部位置は、摩擦溶着装置の回転ポンチの直下に配置される。作動エレメントの長さ方向に対して軸方向に可動な、厚さの異なる部分を有する調節エレメントが、作動エレメントの軸方向の移動によりクランプ顎部が様々な幅で開くように、二つのクランプ顎部の間に配置される。これに対応して、作動エレメントの厚さ部分つまりクランプ顎部間の所定距離は、摩擦溶着エレメントの供給に充てられ、一方、作動エレメントのより厚い部分つまりクランプ顎部間のより大きな開きは、回転ポンチが、二つのクランプ顎部中を通過する際に、そこに配置されている結合エレメントを取り上げ、結合位置へと供給するように設けられる。横方向に可動なクランプ顎部と、回転ポンチに直接隣接する軸方向に移動可能な作動エレメントとの組み合わせにより、これは純粋な機械的トルク荷重を結合エレメントに供給するように特に適合された、複雑で場所をとる構造となっている。
【０００６】
しかしながら、別の摩擦溶着装置では、摩擦溶着エレメントを摩擦溶着装置の結合通路へ直接供給する方が都合がよい場合もある。このことはドイツ特許出願公開第DE 10 2004 039 398 A1号に記載されている。
【０００７】
抵抗溶接では、結合エレメントに機械的負荷の他に電気的負荷もかけられるため、上述した結合エレメントの供給構造及び供給原理と比較して、他の構造も実現されている。例えば、ドイツ特許第DE 43 18 908 C1号には、溶着補助結合部品を結合位置に間接的に供給することが記載されている。これらの溶着補助結合部品は、まず第一に、枢動可能な移動装置へと供給通路によって供給される。この移動装置は、溶着補助結合部品を磁石によって保持する。次いで、溶着補助結合部品を供給通路から取り出すための直線状移動とレバーアームの枢動との組み合わせが、この溶着補助結合部品について行われる。この動作により、溶着補助結合部品は溶着装置の溶着電極の一方の下方に配置される。溶着を行う前に、保持装置によって溶着補助結合部品を溶着電極内に配置する。これにより、溶着プロセスの開始前に、レバーアーム、よって供給装置を、溶着装置の電極から確実に取り外すことができる。溶着補助結合部品を電極内のみにクランプ固定すると、溶着補助結合部品を結合位置に配置する際の精度が低くなる原因となる。さらに、ここで使用する供給装置も、様々な動きを互いに連動して行うために、構造が複雑である。
【０００８】
ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号には、機械的負荷と電気負荷との組み合わせの下で、溶着補助結合部品を少なくとも二つの部品内にセットするセット溶着装置が記載されている。ここで、抵抗溶接法で知られる電気的負荷で機械的結合プロセスを支援することができ、さらに機械的結合プロセスと連動して溶着プロセスを実現することができるという有利な発見が利用される。既知のセット装置と同様に、ここでも溶着補助結合部品は、ポンチ下方で結合通路内へ供給される。溶着補助結合部品をこの中間位置に保持している間、溶着セット装置のポンチは、互いに結合すべき部品へ向けて溶着補助結合部品を移動させる。このタイプのエレメント供給では、互いに結合すべき部品に対して、溶着補助結合部品を必ずしも十分に正確に位置決めできるわけではない。このことは、接続の品質及び／又は接続の強度における不都合となりえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第5,492,262号
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第DE 10 2010 060 141 A1号
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第DE 10 2004 039 398 A1号
【特許文献４】ドイツ特許第DE 43 18 908 C1号
【特許文献５】ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、セット溶着プロセスを、特に従来技術と比較して、改善することができ、装置をよりシンプルでより費用効率の良い方法で実現することができる、セット溶着装置並びにこのセット溶着装置のためのエレメント供給装置を提供することにある。これは、溶着補助結合部品の供給、並びに少なくとも二つの部材を接続する準備のための溶着補助結合部品の位置決めにおいて、精度を高めることができる。よって、本発明のさらなる目的は、セット溶着装置による改善された接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
３．発明の要旨
上記の課題は、独立請求項１に係るエレメント供給装置、独立請求項６に係るセット溶着装置、並びに独立請求項１０に係る接続方法によって解決される。本発明の発展形及び好ましい実施態様は、以下の説明、添付図面、及び特許請求の範囲によるものである。
【００１２】
ヘッド及びシャフトを有するボルト様溶着補助結合部品のためのセット溶着装置のエレメント供給装置であって、セット溶着接続体を形成するために、電極ポンチと電極対向支持部とが第一直線状移動線に沿って相対的結合動作を行うことができる、本発明のセット溶着装置のエレメント供給装置は、ハサミ様に配置された二つの顎状クランプレバーであって、該顎状クランプレバーの少なくとも一方は枢動可能に配置され、両方の顎状クランプレバーで止まり穴通路を形成し、該止まり穴通路は、ネスト状端部位置を有する片側を一時的に閉鎖することができ、該端部位置で溶着補助結合部品を受け取ることができる、二つの顎状クランプレバーと、止まり穴通路のネスト状端部位置を電極ポンチと電極対向支持部との間に配置することができるように、前記第一移動線とは別の線に沿って止まり穴通路を移動させることができる第一アクチュエータと、止まり穴通路のネスト状端部位置に保持されている溶着補助結合部品を、電極ポンチに圧接した状態に位置決めすることができるように、力及び／又は距離を制御した態様で、止まり穴通路を前記第一移動線に並行に移動させることができる第二アクチュエータとを備える。
【００１３】
本発明のエレメント供給装置は、セット溶着装置の一体的部分として、若しくはモジュール部品として、実現することができる。このようなモジュール部品は、公知のセット装置、溶着装置、若しくはセット溶着装置と組み合わせることができ、よって後付け可能である。このエレメント供給装置は、まず第一に、ネスト状端部位置を有する所定の止まり穴通路によって、セット溶着装置に溶着補助結合部品を一つずつ供給することができることを特徴とする。よって、エレメント供給装置は、接続方法のための個々の溶着補助結合部品を提供するだけでなく、少なくとも二つの部材を接続する前にこれらの溶着補助結合部品を分けるものである。ネスト状端部位置を有する止まり穴通路に加えて、エレメント供給装置には、ネスト状端部位置、よって溶着補助結合部品を、セット溶着装置のポンチと対向支持部との間の所定位置に配置する、二つの異なるアクチュエータが設けられている。好ましくは、このセット溶着装置のポンチ及び対向支持部は、溶着補助結合部品によって少なくとも二つの部材を接続する間に、それぞれ独立して若しくは協働して、結合領域に機械的負荷及び電気負荷を生成することができる電極ポンチ及び電極対向支持部として設けられる。エレメント供給装置のこの二つのアクチュエータによって、ネスト状端部位置に配置された各溶着補助結合部品を、特にポンチ若しくは対向支持部に隣接して、或いはポンチと対向支持部との間の中間位置に配置して、そこに保持することができる。本発明の好ましい実施態様によれば、溶着補助結合部品をポンチに圧接させ、維持する。本明細書において圧接とは、ポンチと溶着補助結合部品との間にいかなる中間スペースや隙間もないように、溶着補助結合部品がポンチと接触若しくは当接していることを意味する。そのため、溶着補助結合部品は、好ましくは所定の力に到達するまで、ポンチに当接するように移動される。次いで、後で詳細に説明するように、ポンチと溶着補助結合部品との間に作用している所定の力を、ポンチが対向支持部に対して溶着補助結合部品によって材料層にプレテンションをかけるまで維持する。さらに、このアクチュエータの両方若しくは選択された一方のみが、ネスト状端部位置にある溶着補助結合部品に、セット溶着装置のポンチと共に、若しくはポンチと対向支持部との組み合わせと共に、特定の動きをさせる。溶着補助結合部品を、好ましくはポンチ若しくは対向支持部に隣接して、制御下でこのように所定位置決めできるように、端部位置が移動する距離、及び／又は溶着補助結合部品がポンチ若しくは対向支持部に当接することにより端部位置つまり溶着補助結合部品にかかる力を、具体的に検出し評価することができる。そのため、好ましくは検出された距離及び／又は力のデータは、エレメント供給装置の制御ユニット、エレメント供給装置とセット溶着装置の共通制御ユニット、若しくはエレメント供給装置及びセット溶着装置の各制御ユニットへ送信される。この追加情報に基づいて、接続方法（以下参照）とエレメント供給とが連動する。
【００１４】
エレメント供給装置の好ましい実施態様によれば、第一アクチュエータは、止まり穴通路の端部位置を、第一移動線に対して直角に、直線状に移動させることができる線形アクチュエータを含む。セット溶着装置によって少なくとも二つの部材を互いに接続することができるように、電極ポンチ及び電極対向支持部は、第一直線状移動線に沿った結合動作において相対的に移動する。従って、接続を形成するためには、供給される溶着補助結合部品が、電極ポンチと電極対向支持部との間で、この第一直線状移動線に沿って特定の位置に位置決めされることが必要である。このことにより、電極ポンチ及び電極対向支持部によって印加される機械的負荷若しくは電気負荷を、溶着補助結合部品へ最適に導入することが確実にできる。従って、好ましくはエレメント供給装置は二つのアクチュエータを備え、一方のアクチュエータは第一移動線に沿った移動を行い、第二のアクチュエータは第一移動線に対して直角な直線的移動を行う。このことに基づいて、溶着補助結合部品は、電極ポンチと電極対向支持部との間のいかなる位置にも配置することができ、選択された時間において電極ポンチと電極対向支持部との結合動作に一体化させることができる。これにより、溶着補助結合部品を、特に電極ポンチ、或いは電極対向支持部上に配置した部品に、確実に当接配置することができる。好ましくは力及び／又は距離を制御して実現することができるこの所定の配置により、部品を固定するための押下手段やプレクランプ装置を使用せずに、接続方法を行うことができる。これは、好ましいエレメント供給装置と組み合わせたセット溶着装置を、押下手段なしで構成することができ、よってシンプルにすることができるという有益な結果を生じる。さらに、エレメント供給装置を使用して接続方法を実施する場合には、押下手段の制御概念を、好ましくは不要とすることができる。エレメント供給装置と組み合わせて、任意に押下手段を使用することも考えられる。
【００１５】
本発明のエレメント供給装置のさらに好ましい実施態様によれば、止まり穴通路は、溶着補助結合部品が端部位置の方向へのみ乗り越えるつまり越えることができる枢動可能な戻り止めを備える。この好ましくはてこ状に形成された戻り止めは、溶着補助結合部品が止まり穴通路内へ滑り込む際には越えることができるが、溶着補助結合部品が止まり穴通路から外へ出る動きを防止する。本発明によれば、この戻り止めは、好ましくはレバー状に形成される。このレバーは、止まり穴通路の方向に平行に配置された長手方向延長部を有する。上述した機能を実現するために、戻り止めは、端部位置とは反対側の端部に回転の中心を有する。
【００１６】
エレメント供給装置のさらに好ましい実施態様によれば、止まり穴通路の顎状クランプレバーは、内側が溝状に形成され、溶着補助結合部品のヘッドがこの溝中を案内され、この溝内に圧接状態で保持されるようになっている。この溶着補助結合部品のヘッドと止まり穴通路との圧接により、セット溶着装置若しくはエレメント供給装置を頭上で操作した場合であっても、溶着補助結合部品は止まり穴通路から落ちない。本発明のさらに好ましい実施態様では、エレメント供給装置は、エレメント供給装置の検出された操作データを評価して、接続された少なくとも一つの要素、好ましくはセット溶着装置の中央制御機器のための少なくとも一つのコマンドを生成し該中央制御機器へと発信することができる制御ユニットを備える。まず第一に、制御ユニットは、エレメント供給装置をモジュールとして使用することができるようにし、独立して操作可能とする。そのため制御ユニットは、好ましくは自身の操作モードを監視し、評価したデータに基づいて、エレメント供給装置の次の工程を特定する。さらに好ましくは、制御ユニットは、セット溶着装置の中央制御機器と連動して操作するように設計される。これにより、マスター要素としての制御ユニット（以下参照）が、スレーブ要素として作動するセット溶着装置の中央制御機器に、セット溶着装置が次の工程を行うべきか及び／又はいつ行うべきか及び／又はどの工程を次に行うべきかを指示することができる。よって好ましくは、エレメント供給装置の制御機器は、ポンチと対向支持部との間で溶着補助結合部品が充分に機械的プレテンションを受けているかどうかを評価する。エレメント供給装置が溶着補助結合部品から離れたことが検出された場合には、ポンチによる溶着補助結合部品のセット動作を中央制御機器に開始させる、若しくは開始できるようにする。さらに、制御ユニットが、ポンチの移動若しくは同様の工程をいつ及び／又はどの速さで行うべきかを中央制御機器に指示することが好ましい。
【００１７】
本発明はさらに、溶着補助結合部品のためのセット溶着装置であって、第一直線状移動線に沿って相対的結合動作を行なってセット溶着接続体を形成することができる電極ポンチと電極対向支持部とを備え、上述した本発明の実施態様のいずれかによるエレメント供給装置を備えるセット溶着装置を含む。
【００１８】
このようなセット溶着装置は、ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号に記載されており、この記載を参照により本願に援用する。このセット溶着装置は、機械的負荷及び電気負荷それぞれ若しくはその組み合わせの下で、溶着補助結合部品を少なくとも二つの部材に接続可能であることを特徴とする。よってこのセット溶着装置によれば、公知の機械的結合方法と抵抗溶着方法とを組み合わせて、少なくとも第一及び第二材料層を互いに接続することができる。このような状況において、ボルト様溶着補助結合部品は、少なくとも一つの第一材料層にセットされ、導電性材料からなる第二材料層で、若しくは第二材料層の導電性部分で、機械的／熱的に変形され、溶着プロセスによって材料圧着により接触部分で接続される。機械的負荷及び電気負荷を組み合わせて用いて、第一材料層中の溶着補助結合部品をセットすることも好ましい。
【００１９】
互いに接続すべき材料層の材料設計、並びにセット溶着装置使用時の電気負荷と機械的負荷との組み合わせについても、その詳細が広範に記載されているドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号を援用する。この詳細は、本明細書に記載するセット溶着装置及びセット溶着装置の使用方法に同様に当てはまる。よって、セット溶着装置は、上述のポンチと、ポンチに対向配置された対向支持部とを備える。ポンチ及び対向支持部は、電極ポンチ及び電極対向支持部として設けた場合に、溶着補助結合部品に機械的負荷及び電気負荷を生成してもよい。ポンチの移動、よって溶着補助結合部品にかかる力は、駆動装置によって生成される。この駆動装置は、セット溶着装置の様々な好ましい実施態様に応じて、空気圧式、電気式、若しくは油圧式とすることができる。さらに駆動装置は、制御装置及び／又は調整装置によって制御若しくは駆動される。
【００２０】
ポンチ及び対向支持部に印加される調節可能な電流は、一つには溶着プロセスを行うことに役立つ（以下参照）。好ましくは、ボルト様溶着補助結合部品は、溶着可能な材料からなる第二材料層、若しくは第二材料層の溶着可能部分に、面で溶着される。この溶着に先行して溶着補助結合部品をこの第二材料層にセットすることはなく、溶着は、好ましくは電位抵抗溶着によって、第二材料層の表面で行われる。そのため好ましくは、セット溶着装置において、電極ポンチは負電位に接続され、電極対向支持部は正電位に接続され、溶着プロセスを支援する（以下参照）。或いはこの代替として、エレメント供給装置を、セット溶着装置の正極に配置することも好ましい。よって、セット溶着装置に対して、正電位がポンチに存在する。さらに、供給された電流は好ましくは溶着補助結合部品、並びにこれに隣接する互いに接続される材料層部分の加熱に役立つ。よってセット溶着装置は、加熱装置として使用され、少なくとも溶着補助結合部品において、特異的加熱を行う電流を生成する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、エレメント供給装置は、ポンチ移動時にポンチと共に移動できるようにセット溶着装置に固定されている。これは、エレメント供給装置が、好ましくはポンチ自体に固定されていることを意味する。さらに別の実施態様によれば、エレメント供給装置は、セット溶着装置の駆動装置によってポンチと共に移動される、セット溶着装置の構造エレメントに固定されている。この構成により、ポンチが対向支持部の方向へ移動する間、好ましくはエレメント供給装置が溶着補助結合部品を保持する必要があり、この溶着補助結合部品は、その位置のみを適切にポンチに位置決めされる。よって、ポンチの駆動装置とエレメント供給装置のアクチュエータとの連動は不要である。
【００２２】
マスター要素として構成されるエレメント供給装置の制御ユニットとデータ及び／又はコマンドを交換する中央制御機器を、スレーブ要素として、セット溶着装置に設けることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明はさらに、少なくとも一つの第一材料層を、予め穴開けすることなく、溶着可能な材料からなる若しくは溶着可能な材料部分を有する少なくとも一つの第二材料層と接続するための、ボルト様溶着補助結合部品を用いた機械的熱セット溶着プロセスとしての接続方法を含む。この接続方法は、接続方法において上記のエレメント供給装置によって溶着補助結合部品を供給し保持し、少なくとも一つの第一材料層と少なくとも一つの第二材料層とを、第一直線状移動線に沿って相対的結合動作を行うように構成されている電極ポンチと電極対向支持部との間に配置する工程と、電極ポンチと電極対向支持部との間に溶着補助結合部品を位置決めする工程と、 力及び／又は距離を制御した態様で溶着補助結合部品を移動させて電極ポンチに当接させる工程と、前工程の後に、電極ポンチと溶着補助結合部品とを、電極対向支持部に支承されている材料層に当接するまでまとめて移動させ、それにより材料層に機械的にプレテンションをかける工程と、溶着補助結合部品と材料層とを、機械的負荷及び／又は熱負荷によって接続する工程とを含む。
【００２４】
この機械的熱接続方法は、溶着補助結合部品を電極ポンチと電極対向支持部との間に特定の位置決めをすることによって最適化される。特に、止まり穴通路のネスト状端部位置に配置した溶着補助結合部品を、力を制御した及び／又は距離を制御した態様で移動させて電極ポンチに当接させることにより、従来技術で一般的に知られている接続方法の、新たな開始位置を実現することができる。溶着補助結合部品を電極ポンチへこのように当接させることにより、まず第一に、電極ポンチと溶着補助結合部品との正確な位置決めが確実となる。次いで、好ましくは互いに永久に当接している溶着補助結合部品と電極ポンチとをいっしょに移動させることにより、この決まった組み合わせをさらに、接続対象の材料層及び対向支持部と組み合わせることができる。電極ポンチと溶着補助結合部品とのこの組み合わせにより、まず第一に、電極ポンチと溶着補助結合部品とのセットプロセスが不要になる。また、電極ポンチの機械的負荷が、対向支持部に支承されている材料層へ、溶着補助結合部品によって直接伝達される。よって電極ポンチと溶着補助結合部品とをこのように一緒に移動させることにより、対向支持部にある材料層に、好ましいプレテンションをかけることができる。エレメント供給装置が、電極ポンチに当接する溶着補助結合部品の安定した位置決めを確実にすると共に、電極ポンチと溶着補助結合部品の一体的な移動によって、対向支持部の材料層にプレテンションをかけることにより、押下手段の機能性を実現することができる。よって、本発明のエレメント供給装置によれば、セット溶着装置の押下手段を不要とすることができる。
【００２５】
本発明の接続方法のさらに好ましい実施態様によれば、溶着補助結合部品は、好ましくは少なくとも所定の力で、電極ポンチに当接した状態で圧接状態に保持される（上記参照）。さらに、好ましくは上述の通り、材料層は、押下手段を使用せずに、プレテンションを受ける。
【００２６】
本発明によれば、電極ポンチと電極対向支持部との間で溶着補助結合部品及び材料層にプレテンションをかけた後に、エレメント供給装置によって溶着補助結合部品を放出することも好ましい。押下手段なしで溶着補助結合部品が供給された場合、若しくは周囲の供給通路へ供給された場合は、まず、電極ポンチによって溶着補助結合部品にかける機械的プレテンションによって、そしてそこから接続すべき材料層を経て電極対向支持部へ、溶着補助結合部品を固定することが必要である。こうして初めて、溶着補助結合部品が、電極ポンチと電極対向支持部との間の規定された確実な位置に配置され、エレメント供給装置が溶着補助結合部品を放出することができる。
【００２７】
本発明の接続方法のさらに好ましい実施態様によれば、溶着補助結合部品が電極ポンチに印加した力を力センサで検出し、及び／又は電極ポンチの方向へエレメント供給装置によって移動された溶着補助結合部品の距離を検出する。このように検出したデータは、好ましくはエレメント供給装置の制御ユニット、セット溶着装置の制御ユニット、若しくはこの二つのシステムの共通制御ユニットによって処理され、溶着補助結合部品の確定した位置決めの基礎となる。これに関連して、好ましくはエレメント供給装置の制御機器（マスター）とセット溶着装置の中央制御機器（スレーブ）とは、マスター／スレーブ式に相互接続される。これは、エレメント供給装置の制御機器が、電極ポンチと電極対向支持部との間への溶着補助結合部品の所定の位置決めを監視することを意味する。溶着補助結合部品が正しく位置決めされたことを、エレメント供給装置の制御ユニットがセット溶着装置の中央制御機器に確認するとすぐに、少なくとも二つの材料層の所定の接続がセット溶着装置によって開始される。この点において、好ましくはエレメント供給装置の制御ユニットはマスターとして機能し、セット溶着装置の制御ユニットはこのプリセットに従う。唯一の制御機器、つまりセット溶着装置とエレメント供給装置との共通の制御機器によって、上述のプロセスを監視することも好ましい。
【００２８】
さらに好ましくは、本発明の接続方法はさらに、検出した力及び／又は検出した距離を制御ユニットへ送信する工程と、所定の力及び／又は所定の距離に到達した後に、溶着補助結合部品を電極ポンチと共に電極対向支持部の方向へ前進開始させる工程とをさらに含む。この方法のさらに好ましい実施態様では、検出した力及び／又は検出した距離をエレメント供給装置の制御ユニットへ送信し、この制御ユニットは好ましくはマスター制御機器として機能する。受信したデータを評価し、内部確認でその有効性が確認できた後、エレメント供給装置の制御ユニットは、好ましくはスレーブとして機能するセット溶着装置の中央制御機器に、接続方法を継続させる。エレメント供給装置の制御機器が、中央制御機器が特定の工程で接続方法を継続するようにプリセットすることも好ましい。さらに、溶着補助結合部品を材料層内へ押し込み、溶着する工程と、電極ポンチで力を印加することにより、材料層と溶着補助結合部品との接続体を好ましくは圧迫及び締付ける工程と、電極ポンチ及び電極対向支持部を接続された材料層から外す工程とを行うことも好ましい。
【００２９】
４．図面の簡単な説明
本発明の好ましい実施態様を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の好ましいエレメント供給装置を備えるセット溶着装置の好ましい実施態様の斜視断面図である。
【図２】図２は、図１のポンチ及びエレメント供給装置の拡大図である。
【図３】図３は、図１のエレメント供給装置の好ましい実施態様の分解図である。
【図４】図４は、止まり穴通路を形成する好ましい顎状クランプの分解図である。
【図５】図５は、図１の好ましいエレメント供給装置の部分断面図である。
【図６．１】図６．１は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．２】図６．２は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．３】図６．３は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．４】図６．４は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．５】図６．５は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．６】図６．６は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．７】図６．７は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．８】図６．８は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図６．９】図６．９は、エレメント供給装置を備えるセット溶着装置で実施可能な好ましい接続方法の工程を示す。
【図７】図７は、本発明の好ましい接続方法のための、好ましい力の経過及び好ましい電流の経過を、時間に対して示す。
【図８】図８は、好ましい接続方法における好ましい電気的負荷及び／又は機械的負荷の概略を示す。
【図９】図９は、接続方法の好ましい実施態様のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
５．好ましい実施態様の詳細な説明
図１は、セット溶着装置１の好ましい実施態様を示す。この実施態様は、その本質的な構造及び機能方法において、ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号のセット溶着装置に対応している。さらに、ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号に記載されるように、図１のセット溶着装置１は、少なくとも一つの第一材料層Ａと少なくとも一つの第二材料層Ｂとを、機械的熱負荷のもとで、溶着補助結合部品Ｅによって接続するために使用される。よって、セット溶着装置１の構造及び機能の定義、並びに互いに接続される材料層Ａ、Ｂの定義、及び溶着補助結合部品Ｅについては、ドイツ特許出願公開第DE 10 2013 207 284 A1号を参照する。
【００３２】
図１のセット溶着装置１は、公知のＣ型フレーム３上に対向配置された対向支持部５及びポンチ４を備える。ポンチ４は、駆動ユニット２によって結合方向ＲＦに移動する。よってポンチ４と対向支持部５とは、一直線状の移動線Ｂ１に沿って相対的に移動する。セット溶着装置はさらに給電ユニットつまり溶着モジュール６を備え、ポンチ４及び対向支持部５とによって互いに接続される材料層Ａ、Ｂに、さらには補助溶着結合部品Ｅに、電気的負荷、例えば充分に高い加熱電流若しくは溶着電流を印加することができる。よって、ポンチ４及び対向支持部５は、好ましくは電極ポンチ及び電極対向支持部として構成され、それにより溶着プロセスを行うこともできる。つまり、本発明の好ましい実施態様によるポンチ４及び対向支持部５は、導電性設計とされる。溶着中の電極ポンチ４及び電極対向支持部５の摩耗をよりうまく制御することができるように、ポンチ４及び対向支持部５には、交換可能及び／又は処理可能な溶着キャップＫ４及びＫ５を設ける。
【００３３】
好ましいエレメント供給装置１０の拡大図を図２に示す。エレメント供給装置１０は、好ましくは結合方向ＲＦに平行に配置され、長手方向に調節可能なアクチュエータ１４を備える。この直線方向に作動するアクチュエータ１４は、エレメント供給装置１０を、或いは少なくともエレメント供給装置によって供給され且つその中に配置される溶着補助結合部品Ｅを、直線状の移動線Ｂ１に対して移動させるために設けられる。これは、好ましくはポンチ４と当接している溶着補助結合部品Ｅを、ポンチ４と共に結合方向ＲＦ（以下参照）に移動させることができるようにする基礎をなす。駆動ユニット２がポンチ４及びアクチュエータ１４を、好ましくは溶着補助結合部品Ｅと共に端部位置へ、包括的に連動して作動させると、対向支持部５上に配置された材料層Ａ、Ｂに特に機械的にプレテンションをかけることができる。さらに好ましくは、エレメント供給装置１０は、セット溶着装置１のポンチ側に接続され、駆動ユニット２がポンチ４と共にエレメント供給装置１０をも移動させる。
【００３４】
溶着補助結合部品Ｅは、好ましくは輪郭付けされたチューブ１２つまり供給通路を介して、加圧空気によってエレメント供給装置１０に供給される。部品Ｅは、輪郭付けされたチューブ１２から、閉鎖ハウジング１６内の到着通路３０を介して、止まり穴通路２０内へと入る。止まり穴通路２０は、好ましくはハサミ様に配置された二つの顎状クランプレバー１８、１９によって規定されている。顎状クランプレバーの少なくとも一方１８は、ブリッジ２４に固定配置されている。もう一方の顎状クランプレバー１９は、好ましくは軸を中心として枢動可能に、且つ顎状クランプレバー１８の方向へバネ２６によってプレテンションをかけられた状態で配置される。好ましくは、顎状クランプレバー１８、１９は、対向する側面において溝様に形成される。この溝様配置は、好ましくは溶着補助結合部品Ｅをそのヘッドに圧接した状態で受取り、案内するのに役立つ。このようにして、セット溶着装置１を頭上で運転した場合であっても、溶着補助結合部品が止まり穴通路２０から落下することがないように担保する。
【００３５】
止まり穴通路２０の、輪郭付けされたチューブ１２とは反対側の端部には、供給された溶着補助結合部品Ｅの受取り及び保持に役立つネスト状端部位置２２が規定される。ネスト状端部位置２２の部分において、少なくとも一方の顎状クランプ１９はかぎ爪状に形成され、他方は好ましくは直線的に延在する。このような形状とすることにより、供給された溶着補助結合部品Ｅは、まず端部部分２２に確実に保持される。よって止まり穴通路２０は、片側が一時的に閉鎖される。顎状クランプ１９は、作用しているバネの力に抗して枢動可能であり、或いは両顎状クランプレバー１８，１９を好ましくは枢動可能に配置することができるので、止まり穴通路２０を特異的に開放することができる。よって、これにより溶着補助結合部品Ｅを端部位置２２から解放する。
【００３６】
本発明によれば、エレメント供給装置１０は、好ましくはさらに別のアクチュエータ２８を備える。アクチュエータ２８は、好ましくは結合方向ＲＦ若しくは移動線Ｂ１に対して直角に直線状に移動する。ここで、枢動可能な若しくはいかなる任意の方向にも移動可能なアクチュエータ２８を設けることも好ましい。アクチュエータ２８が行う機能は、好ましくは溶着補助結合部品Ｅをポンチ４の下方、好ましくは移動線Ｂ１上に位置決めすることである。これにより、ポンチ４とエレメント供給装置１０とを一緒に移動させることにより、溶着補助結合部品Ｅを対向支持部５に確実にクランプすることができる。その結果、対向支持部５上に配置された材料層Ａ、Ｂのプレテンションが実現される。さらに、好ましくはクランプ保持力は、アクチュエータ２８によって顎状クランプレバー１８、１９をポンチ４から取り外すのに充分なだけ大きく、それにより溶着補助結合部品Ｅを端部位置２２から解放する。この解放はアクチュエータ２８によってのみ、つまり受動的に、確実となるが、顎状クランプ１８、１９を能動的に開放することも好ましい。これは作動エレメントの係合若しくはモータ駆動（図示せず）によって行うことができる。
【００３７】
可動クランプ顎部１８、１９は、ハウジング１６内に保持される。このハウジングは好ましくはフラップ３４によって閉鎖可能である。フラップ３４は、例えば溶着時のはね等による止まり穴通路２０の端部位置２２の汚染を防止する。
【００３８】
本発明の好ましい実施態様によれば、エレメント供給装置１０は、セット溶着装置１の負極若しくは接地電極に配置される。図１のセット溶着装置１を参照して、負電位つまり接地がポンチ４に存在し、正電位が反対側の対向支持部５に存在する。好ましくは、溶着可能な材料からなる材料層Ｂは、正電位に接続された対向支持部５に当接する。対向支持部５（プラス）及びポンチ４（マイナス）の電気極性により、「マイナスからプラスへ」、よってポンチ４から対向支持部５への電子の移動によって、好ましくはこの正に負荷した対向支持部５において電子による電極衝撃が生じる。この電極衝撃により、対向支持部５が局所的電子過剰となり、負に分極した電極、つまりポンチ４の場合よりも、多くのジュール熱を放出する。このことから正極で、よって正に負荷した対向支持部５で、温度の超上昇(super-elevation)が生じ、ここに溶着可能な材料からなる若しくは溶着可能な材料部分を有する材料層Ｂが当接し、溶着レンズが形成される。
効果は落ちるがこの代替案として、エレメント供給装置をセット溶着装置の正極に配置することも好ましい。セット溶着装置に対して、正電位がポンチに存在する。
【００３９】
さらに、エレメント供給装置１０には、好ましくは個別制御機器が設けられる。制御機器（図示せず）は、センサー及び／又はアクチュエータ１４、２８の情報によって、ネスト状端部位置にある溶着補助結合部品Ｅの、ポンチ４及び／又は対向支持部５に対する位置を検出する。さらに、エレメント供給装置１０の制御機器は、好ましくは力を検出し、それにより溶着補助結合部品Ｅはポンチ４若しくは対向支持部５に対して押圧され、若しくはそこにクランプされる。アクチュエータ１４がステップモータとして設けられる場合には、この力は、好ましくはアクチュエータ１４のモータ電流に由来するものである。同様に、セット溶着装置１の力センサによって、この力を測定することが好ましい。
【００４０】
さらに、アクチュエータ１４、２８のステップモータの回転角度は、アクチュエータ１４、２８の絶対前進距離を測定するために評価可能である。検出されたアクチュエータ１４、２８の電気的情報から、好ましくはエレメント供給装置の制御機器は、溶着補助結合部品Ｅの絶対位置、並びに溶着補助結合部品Ｅが例えばポンチ４若しくは対向支持部５に当接する力を測定することができる。反対に、制御機器が、溶着補助結合部品Ｅの正確な位置及び／又は当接力をプリセットすることも好ましく可能である。
【００４１】
本発明の好ましい実施態様によれば、エレメント供給装置１０の制御機器はマスターとして設けられる。よってエレメント供給装置１０の制御機器は、セット溶着装置１の中央制御機器のために、いつ溶着補助結合部品Ｅが適切に配置され、接続プロセスを開始できるかを指示する。またエレメント供給装置１０の制御機器を中央制御機器に統合して、機器ベースの作動力を削減することも好ましい。しかしながら、エレメント供給装置１０をモジュールとして設ける場合には、モジュール自身の制御が、セット溶着装置１と連動するエレメント供給装置１０の操作にとって重要となる。
【００４２】
上述の構成に基づいて、エレメント供給装置１０は、セット溶着装置１から独立して、或いはその制御機器と連動して、移動線Ｂ１に平行に、よって電極上昇方向に、移動可能である。このように、エレメント供給装置１０、特に端部位置２２にある溶着補助結合部品Ｅの開始位置、部分的上昇位置、及び様々な作業位置は、制御機器で柔軟に調節し、プログラムすることができる。何回かの溶着プロセスの後に、溶着キャップつまり電極キャップＫ４、Ｋ５の一方若しくは両方を、工程保障表面とするために公知の方法で削ぎ落としたり、面取りした場合には、エレメント供給装置１０の制御機器によって、好ましくは端部位置２２に配置された溶着補助結合部品Ｅの変更された開始位置を修正し、特定する。好ましい実施態様によれば、これは制御機器内に格納され、その絶対値により、電極キャップＫ４、Ｋ５の面取りプロセスに応じて開始位置が変化する。よって制御機器は、面取りプロセスが完了したことを通知された後に、この情報を用いる。セット溶着装置１の中央制御機器がこの情報をエレメント供給装置１０の制御機器へと伝達することも好ましい。さらに好ましい実施態様によれば、面取りされた電極キャップＫ４、Ｋ５に合わせてエレメント供給装置１０を移動させて、電極キャップＫ４、Ｋ５の新たな開始位置や端部位置を検出することも好ましい。
【００４３】
図６を参照して、溶着補助結合部品Ｅの供給を組み込んだ接続方法を以下に説明する。まず第一に、図６．１に示すように、溶着補助結合部品Ｅを端部位置２２に供給する（工程Ｓ１）。このために、図６．１には、溶着補助結合部品Ｅを上方に配置していない状態の材料層Ａ、Ｂを示す。エレメント供給装置１０の端部位置２２は、まだポンチ４と対向支持部５との間に配置されていない。
【００４４】
次いでアクチュエータ２８が、溶着補助結合部品Ｅをポンチ４の下方へと移動させる（工程Ｓ２）。ポンチ４は、後の溶着プロセスにおいて電極、好ましくは負極若しくは接地電極をなす。この目的のために、フラップ３４が開放され、顎状クランプレバー１８、１９が溶着補助結合部品Ｅをポンチ４の下方へ、好ましくは移動線Ｂ１上へと移動させる。同時に、好ましくはこの移動と同時に、顎状クランプレバー１９をロック解除して、溶着補助結合部品Ｅを後で解放することができるようにする。効果は落ちるがこの代替案として、ポンチ４を正極に、対向支持部５を接地若しくは負極に、それぞれ接続することも好ましい。
【００４５】
次の工程（Ｓ３、図６．３参照）において、エレメント供給装置１０は、溶着補助結合部品Ｅのヘッドが電極ポンチ４に当接するまで、アクチュエータ１４によって結合方向ＲＦと逆方向へ移動する。これは、好ましくは距離を制御して、予め一定に決めた距離地点で行う。これよりも前に行っておいたキャップＫ４、Ｋ５の面取りプロセスに応じて、距離地点を調節する。さらに好ましくは、エレメント供給装置１０のアクチュエータ１４のサーボモータ式駆動装置における電流閾値によって力を制御することによって、溶着補助結合部品の位置決めを行う。さらに好ましい実施態様では、駆動装置２によって、移動線Ｂ１上に配置された溶着補助結合部品Ｅ上へとポンチ４を前進させる。溶着補助結合部品Ｅとポンチ４とが充分に当接していることは、セット溶着装置１の力センサに基づいて、若しくはセット溶着装置１の駆動装置２の検出した電流値に基づいて、検出することができる。力／距離制御装置を重ね合わせたものを使用することがさらに好ましい。これにより、溶着補助結合部品Ｅが本当にポンチ４と対向支持部５との間に配置されたかどうか、さらに好ましくはその長さの制御を追加して行なうことができる。また、アクチュエータ１４、２８の水平−垂直移動を重ね合わせて、上記工程Ｓ２及びＳ３を行うことが好ましい。こうすることにより、端部位置２２に位置決めした溶着補助結合部品Ｅを、湾曲した経路で移動させてポンチ４と当接させることもできる。
【００４６】
図７は、好ましくは接続方法の最中に作用する機械的負荷及び電気負荷を示す。この図において、Ｆはポンチ４における力を示す。力曲線（図７における実線）及び電流曲線（図７における点線）の区域の上に、接続方法の工程Ｓを示す。工程Ｓ３において、溶着補助結合部品Ｅをポンチ４に対して変位させると、このプロセスは力値として検出することができる（図６．３も参照のこと）。
【００４７】
溶着補助結合部品Ｅをポンチ４に位置決めした後、好ましくはマスターとしてのエレメント供給装置１０の制御機器は、セット溶着装置１の中央制御機器（スレーブ）に、当接している溶着補助結合部品Ｅと共にポンチ４を結合方向ＲＦに移動させる適切な信号を送る。好ましくはエレメント供給装置１０をセット溶着装置１のポンチ側に固定すると、エレメント供給装置１０はポンチ４と共に移動する。ポンチ４及びその駆動装置２の移動と共に、アクチュエータ１４を伸張させることも好ましい。
【００４８】
好ましいスレーブ制御機器において上記信号を受信した後、セット溶着装置１は、溶着補助結合部品Ｅのヘッドとは反対側が、一番上にある結合相手、つまり材料層Ａに当接するまで、ポンチ４を対向支持部５の方向へ移動させる。さらに、ポンチ４の移動経路は、ポンチ４と対向支持部５との間で溶着補助結合部品Ｅを材料層Ａ上に押圧するポンチ４の所定クランプ力が達成されるように制限される（工程Ｓ４参照）。溶着補助結合部品のこのクランプ位置を達成するための制御は、好ましい実施態様に従って距離を制御して、若しくはさらに好ましい実施態様に従って力及び距離を制御して、行なわれる。このように、溶着補助結合部品Ｅがあるかどうか、溶着補助結合部品の長さはどのくらいか、所望の材料層Ａがあるか、及び／又は溶着補助結合部品Ｅの長さに基づく材料層Ａの厚さはどうかについて、監視することができる。上記パラメータから選択したもののみをチェックすることも確かに好ましい。図７を参照して、工程Ｓ４において力Ｆは、溶着補助結合部品のクランプを行うために、上記の手順に従って増大することを強調しておく。
【００４９】
ポンチ４、溶着補助結合部品Ｅ、及び対向支持部の間に材料層Ａ、Ｂをクランプし、それを検出すると、セット溶着装置１の中央制御機器は、エレメント供給装置１０の制御機器へと信号を送信する。クランプするために、溶着補助結合部品Ｅの先端を、先端に対向している材料層Ａにエンボス加工するように押圧することも好ましい。これにより、クランプされた溶着補助結合部品Ｅが安定化され、好ましくはその後の接続に悪影響を及ぼさないようになる。
【００５０】
次いで工程Ｓ５において、エレメント供給装置１０を解放して、溶着補助結合部品Ｅを放出する。放出するためには、顎状クランプレバー１８、１９を開く（上記参照）、若しくは単にクランプした溶着補助結合部品Ｅから取り外す（図６．５参照）。このため、工程Ｓ５における力は比較的弱い（図７参照）。顎状クランプレバー１８、１９をハウジング１６内へと移動させた後、端部位置２２に新たな部品を装填することができる。
【００５１】
溶着補助結合部品Ｅがクランプされた開始位置に到達したという信号を受信したら、溶着補助結合部品を材料層へ機械的に押し込むプロセスを、中央制御機器によって開始する。この工程Ｓ６−１は、好ましくは図７に示すような電流によって支援される。この電流は、好ましくは材料加熱により材料層Ａの硬度を低減し、その間に溶着補助結合部品Ｅは材料層Ｂへ押し込まれる。
【００５２】
溶着補助結合部品Ｅ及び材料層Ａ、Ｂを冷却するために、図７に示すように、好ましくは時間及び／又は距離を制御する無電流段階を導入する（Ｓ６−２参照）。その後、工程Ｓ６−３において、材料層Ｂを溶着補助結合部品Ｅに溶着する。この溶着プロセスの時間は、好ましくは時間間隔によって決定する。本発明のさらに好ましい実施態様では、溶着中のポンチ４の経路を検出する。これが溶着補助結合部位品Ｅ、よってポンチ４の沈降閾値を超えると、溶着プロセスが終了する。
【００５３】
次いで、電流のない工程Ｓ７において、接続体が冷却され、結合箇所はさらにポンチ４と対向支持部５との間で機械的に締付けられる。その後、工程Ｓ８−９において、図６．８及び図６．９に示すように、ポンチ４及び対向支持部５が外され、接続体が取り出される。
【００５４】
溶着補助結合部品Ｅの上述の実施態様の代わりとして、溶着補助結合部品Ｅ’（図示せず）は、好ましくはシャフトとは反対の方向へ突出する機能端部をヘッドに有する。この機能端部は、例えばネジ切りされたウェブ、ネジ切りされたスリーブ、球状ヘッド、若しくはロック構造、或いは設計要素等の締付け構造を備える。この機能端部は、溶着補助結合部品Ｅ’の長手軸に対してシャフトと同軸的に配置される。好ましくは、シャフトと機能端部との移行部分に、周囲に環状配置された半径方向突出部が延在する。この周囲環状半径方向突出部は、結合方向ＲＦを横切る刻み目を形成し、上記の溶着補助結合部品Ｅのヘッドの機能性を担う。好ましくは、ポンチ４’（図示せず）は、溶着補助結合部品Ｅ’に適応して、環状当接面若しくは押圧面を有する中央開口を備える。エレメント供給装置が上述のようにポンチ４’に当接するとすぐに、溶着補助結合部品Ｅ’の機能端部は、環状当接面が溶着補助結合部品Ｅ’の周囲環状半径方向突出部に当接するまで、ポンチ４’の中央開口内に受け入れられる。溶着補助結合部品Ｅ’がポンチ４’によって結合及び／又は溶着されると、環状当接面及び周囲環状半径方向突出部を介して、ポンチ４’から溶着補助結合部品Ｅ’及び接続される部品へと、機械的及び／又は電気負荷が伝達される。ポンチ４’及び機能端部を有する溶着補助結合部品Ｅ’の構造的相違にも関わらず、溶着補助結合部品Ｅ’の供給及び接続体の形成は上記と同様に行われる。
【符号の説明】
【００５５】
１  セット溶着装置
２  駆動ユニット
３  Ｃ型フレーム
４、４’  ポンチ
５  対向支持部
６  給電ユニット／溶着モジュール
１０  エレメント供給装置
１２  輪郭付けされたチューブ
１４  アクチュエータ
１６  ハウジング
１８、１９  顎状クランプレバー
２０  止まり穴通路
２２  ネスト状端部位置
２４  ブリッジ
２６  ウェブ状バネ
２８  アクチュエータ
３０  到着通路
３２  戻り止め
３４  フラップ
Ｂ１  第一移動線
ＲＦ  結合方向
Ｅ、Ｅ’  溶着補助結合部品
Ｋ４、Ｋ５  溶着キャップ
【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６．１】
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【図６．２】
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【図６．３】
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【図６．４】
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【図６．５】
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【図６．６】
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【図６．７】
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【図６．８】
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【図６．９】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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