(57)【要約】裏当て配置から分離した溶接工具による摩擦撹拌溶接による、２つの湾曲した被加工物の間に形成される湾曲した経路上に延在する溶接継ぎ目を支持するための裏当て配置（２）であって、この裏当て配置は、被加工物に対して溶接工具によってもたらされる押圧力の少なくとも一部を担い、溶接継ぎ目の領域で溶接作業中に材料の可塑化を維持するように、該溶接工具と反対側で被加工物を圧迫するように意図される、裏当て体（２０）を備える。この裏当て体には、外側に向けられた底面（２２）を呈する肩部（２１）が装備され、これを介して裏当て体が被加工物を圧迫するように装備される。駆動機構（５０）が、肩部を回転および／または振動させるように設けられ、それにより肩部の底面が、被加工物内に架空の熱を形成するための被加工物に対する回転および／または振動動作を実行させられ得るようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏当て配置（２）から分離した溶接工具を用いた摩擦撹拌溶接による、２つの湾曲した被加工物の間に形成される湾曲した経路上に延在する溶接継ぎ目を支持するための前記裏当て配置において、
−前記裏当て配置から分離した溶接工具と反対側で前記被加工物を圧迫し、前記溶接継ぎ目の領域で前記溶接作業中に材料の可塑化を維持するように、前記被加工物に対して前記溶接工具によってもたらされる押圧力の少なくとも一部を担うことが意図される、裏当て体（２０）と、
−前記裏当て体（２０）を保持するための機台（３０）と、を備える、裏当て配置であって、
−前記裏当て体（２０）には、外側に向けられた底面（２２）を呈する肩部（２１）が装備され、それにより前記裏当てデバイスが前記被加工物を圧迫するように装備され、
−前記裏当て配置（２）が、前記肩部（２１）を回転および／または振動させるように設けられる駆動機構（５０）を備え、前記肩部の前記底面（２２）が、それにより、前記被加工物内に架空の熱を形成するための前記被加工物に対する回転および／または振動動作を実行させられ得るようにすることを特徴とする、裏当て配置。
【請求項２】
前記肩部の前記底面（２２）が、環状外周を有し、前記駆動機構（５０）が、前記肩部の前記底面（２２）の中心軸と合致する回転の軸（Ｒ）を中心として前記肩部（２１）を回転させるように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の裏当て配置。
【請求項３】
前記溶接工具内で回転するピンの外端部を収容するように提供される陥凹部（２４）が、前記肩部の前記底面（２２）、好ましくは前記底面（２２）の中心に置かれることを特徴とする、請求項１または２に記載の裏支え部裏当て配置。
【請求項４】
ノッチ（２５）が、前記肩部の前記底面（２２）に置かれ、前記ノッチ（２５）が前記陥凹部（２４）から前記肩部の側面に延在することを特徴とする、請求項３に記載の裏当て配置。
【請求項５】
追加材料（２７）が、前記肩部の前記底面（２２）に設けられる排出開口（２８）を介して前記被加工物に送り込まれるように配置されることを特徴とする、請求項１〜４のうちの一項に記載の裏当て配置。
【請求項６】
前記排出開口（２８）が、前記肩部の前記底面（２２）の中心に設けられることを特徴とする、請求項５に記載の裏当て配置。
【請求項７】
前記肩部の前記底面（２２）が、凹形、凸形、または平面の形状を有することを特徴とする、請求項１〜６のうちの一項に記載の裏当て配置。
【請求項８】
隆起した縁（２６）が、前記肩部の前記底面（２２）上にらせん形状で配置されることを特徴とする、請求項１〜７のうちの一項に記載の裏当て配置。
【請求項９】
−前記裏当て体（２０）が、機械基部（３０）に含まれる担持腕（３１）の前記外端部に固定され、
−前記機械基部（３０）が、長尺担持要素（３３）を備え、前記名称の担持腕（３１）が、担持要素（３３）によって支持され、撤収位置と展開作業位置との間で担持要素（３３）に対して枢動され得ることを特徴とする、請求項１〜８のうちの一項に記載の裏当て配置。
【請求項１０】
１つ以上の押圧ローラ（４２ａ、４２ｂ、４３）が、前記裏当て体の前記肩部（２１）の側で前記担持腕（３１）の前記外端部で回転するように置かれ、前記押圧ローラ（４２ａ、４２ｂ、４３）が、溶接作業中、前記被加工物の少なくともいくつかの部分を圧迫するように設けられることを特徴とする、請求項９に記載の裏当て配置。
【請求項１１】
前記機械基部（３０）が、１つ以上の支持腕（３４）を備え、その各々が担持要素（３３）によって支持され、撤収位置と展開支持位置との間で担持要素（３３）に対して枢動され得、前記支持腕（３４）がその外端部で、前記支持腕（３４）が前記展開支持位置にあるとき前記被加工物の少なくともいくつかの部分を圧迫するように提供され、回転するように設けられる少なくとも１つの支持体（４１）を備える、支持デバイス（４０）を担持することを特徴とする、請求項９または１０に記載の裏当て配置。
【請求項１２】
胴体（６）および前記胴体から延在するピン（７）を備える溶接工具（５）の補助による摩擦撹拌溶接による、湾曲した経路上の前記被加工物間に延在する継ぎ目（１０）に沿って、２つの湾曲した被加工物（３、４）を接合するための方法において、前記胴体（６）が、前記ピン（７）が継ぎ目（１０）に回転しながら前進させられると同時に前記被加工物（３、４）の外側に対して押圧される間、前記溶接工具（５）が前記溶接作業中に前記継ぎ目を横断する、方法であって、前記溶接工具（５）から取り外される裏当て体（２０）の肩部（２１）の底面（２２）が、前記被加工物に対して前記溶接工具胴体（６）によってもたらされる前記押圧力の少なくとも一部を収容し、前記溶接工具（５）によって形成される溶接継ぎ目の領域での前記溶接作業中の材料の可塑化を維持するように、前記溶接工具と反対側で前記被加工物（３、４）の内側を圧迫するように、前記溶接作業中保持され、前記裏支持体の肩部（２１）が、前記溶接作業中、駆動機構（５０）の補助によって回転および／または振動され、それにより前記肩部の底面（２２）が、前記被加工物（３、４）の中に摩擦熱を形成するようにそれらに対して回転および／または振動動作を実行するようにさせられることを特徴とする、方法。
【請求項１３】
前記追加材料（２７）が、前記肩部の前記底面（２２）に設けられる排出開口（２８）を介して前記被加工物に送り込まれるように配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
追加の熱が、前記溶接作業の前および／またはその間に、前記肩部（２１）に送り込まれることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏当て配置から切り離された溶接工具を用いた摩擦撹拌溶接による、２つの湾曲した被加工物の間に形成される湾曲した経路上に延在する溶接継ぎ目を支持するための、特許請求項１の前文に従う裏当て配置を提供する。本発明はまた、摩擦撹拌溶接を介して湾曲した経路上の被加工物間に延在する継ぎ目に沿って、２つの湾曲した被加工物を嵌合させるための、特許請求項１２の前文に従う方法を提供する。
【０００２】
摩擦撹拌溶接はよく知られた、そして実証された溶接方法であり、特に、被加工物を嵌合させるため、また被加工物内の割れの補修のために使用されることが可能である。摩擦撹拌溶接の補助により互いに嵌合される２つの被加工物は、被加工物に押し付けられると同時に被加工物間の継ぎ目を横断する、回転する溶接工具からの摩擦熱によって、その接合線に沿って可塑化され、これらの被加工物が、溶接作業中に互いに固定される。溶接工具は、溶接作業中、被加工物に押し付けられる回転体と、被加工物との押しつけ活動中に、被加工物間の継ぎ目内で回転しながら、前方に案内されるこの回転体から外へ延在するピンとを備える。国際公開第９３／１０９３５  Ａ１号および国際公開第９５／２６２５４  Ａ１号において記述されるように、溶接工具は被加工物よりも固い材料で製造される。溶接工具は、被加工物が静止して置かれた状態で溶接工具を移動させて、または被加工物を、静止様式で置かれた溶接工具に対して移動させることによって、被加工物間の継ぎ目を横断させることが可能である。
【０００３】
摩擦撹拌溶接では、溶接工具は被加工物に対して大きな力で押し付けられなければならず、これにより、それらを十分に摩擦加熱することを可能とし、被加工物間の継ぎ目における被加工物の望ましい可塑化を生じさせる。固定型または撤収可能ピンを有する溶接工具が使用される場合は、溶接工具の反対側で、被加工物の裏側に裏当てが適用されねばならず、これにより、被加工物に対して溶接工具によって与えられる押圧力の少なくとも一部分を担い、そして溶接継ぎ目の領域における溶接作業中に、材料の可塑化を維持する。平らな被加工物の溶接中は、例えば、被加工物の裏側に対して裏当てを準備することは通常は簡単であり、例えば、被加工物を長尺の梁または作業テーブルの形態の平板な裏当てに対してもたれかからせることによる。摩擦撹拌溶接が、例えば、被加工物の周方向に伸びる継ぎ目に沿って、中空の円筒型被加工物を接合するために使用されるとき、特に、例えば、宇宙船または航空機のための燃料タンク等の比較的小さなアクセス開口を呈する容器を形成するために被加工物が接合される場合には、しかしながら、必要な裏当てを作製することはより問題のあるものとなる。後者のケースでは、例えば、米国特許第６，２４７，６３４  Ｂ１号の例のように、その内側の被加工物に対して緊張を与える着脱可能なドーナツ型裏当てを使用することは可能である。しかしながら、そのような裏当ての１つの欠点は、接合される被加工物の寸法に具体的に適合されなければならないことであり、被加工物内の裏当ての設置および除去は困難で、時間がかかるものであり得る。米国特許第６，０７０，７８４  Ａ号においては、代替解決策の記述が与えられており、支持腕によって担持される回転可能裏当てローラがその中の被加工物に適用される。後者の解決策の１つの欠点は、支持ローラは被加工物に対して限定された直線的接触面を示すことであり、良好な品質の溶接が行われるためには、裏当てローラの被加工物の外側に適用される溶接工具に対する正しい位置付けに厳しい要求が行われる。
【０００４】
摩擦撹拌溶接の場合、ボビンツールと呼ばれる形態の溶接工具を使用することも重要であり、これは、裏当て片が溶接工具ピンに固定される溶接工具である。このケースでは、裏当て配置は溶接工具と共に接合されることとなる被加工物間の継ぎ目を横断する。例えば、米国特許第６，２３７，８３５  Ｂ１号に記載されるこの解決策は、特に、被加工物の周方向に伸びる継ぎ目に沿って中空の円筒型被加工物を接続するために使用されることが可能である。この解決策に伴う１つの欠点は、しかしながら、溶接のために溶接工具をセットアップするために比較的広範な準備を必要とすることであり、それは、被加工物の内側から、溶接工具ピンのための孔を被加工物内に前もって開けることを含む。さらに、溶接作業が完了した後、被加工物内に孔が残る。別の欠点は、このタイプの摩擦撹拌溶接は溶接プロセスに対して比較的敏感であり、比較的高価な溶接工具の使用を要求する。
本発明の目的
【０００５】
本発明の目的は、摩擦撹拌溶接を用いて２つの湾曲した被加工物の間に形成される湾曲した経路上に延在する溶接継ぎ目を支持するための使用に好適な、新規かつ有利な裏当て配置を形成することである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明に従い、特許請求項１に定義される特性に示される裏当て配置の補助により、この目的が達成される。
【０００７】
本発明固有の裏当て配置は、
−裏当て配置から分離した溶接工具と反対側で被加工物を圧迫するように意図され、溶接継ぎ目の領域での溶接作業中に材料の可塑化を維持するように、被加工物に対して溶接工具によってもたらされる押圧力の少なくとも一部を担うことが意図される、裏当て体であって、裏当て体が、裏当てデバイスが被加工物を圧迫するように装備されることを用いて、外側に向けられた底面を呈する肩部で装備される、裏当て体と、
−裏当て体を保持するための機台と、
−肩部を回転および／または振動させるように設けられ、それにより、肩部の底面が、被加工物内に架空の熱を形成するための被加工物に対する回転および／または振動動作を実行させられ得るようにする、駆動機構と、を備える。
【０００８】
溶接作業中、本発明固有の裏当て配置の裏当て体は、溶接工具に反対して位置付けられるべきである。被加工物が、溶接作業中、静止した溶接工具に対して移動する場合は、次いで裏当てデバイスはまた、静止した位置付けに維持されるべきであり、溶接工具が、静止した被加工物に対して移動する場合は、次いで裏当て体は、溶接工具と同期して移動するべきである。
【０００９】
本発明固有の解決法で、比較的小さく小型の、よって、小さいアクセス開口を介して接合される被加工物内で簡略な様式で空間に挿入され得る、簡略に設計される裏当て体を使用することは可能である。裏当て体の比較的小さいサイズにもかかわらず、裏当て体は、被加工物の反対側上に設けられる溶接工具に対して裏当て体を位置付ける際に軽減された精密さを要求することを暗示する、被加工物に比較的大きい表面を呈する。裏当て体肩部の活動中に形成される摩擦熱は、被加工物間の接合を行うとき被加工物の所望の可塑性に貢献する追加される熱を提供する。
【００１０】
本発明の１つの実施形態に従い、陥凹部が、肩部の底面、好ましくは底面の中心に設けられる溶接工具の回転ピンの外部端部を収容するように提供される。この陥凹部のため、ピンが十分に深く継ぎ目内に延在することが保証されることで、溶接工具ピンを、被加工物の間の接合点全般を通して被加工物の内側上に設けられる肩部のわずか内まで延在させることが可能になる。
【００１１】
本発明の別の実施形態に従い、ノッチが肩部の底面に設けられ、このノッチは、前記陥凹部から肩部の側面まで延在する。このノッチは、形成される溶接継ぎ目に沿って加工する物の材料の厚化を形成することを可能にするように行われるこの手段によって、陥凹部から後ろに延在するように、提供される。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従い、追加材料が、肩部の底面に置かれる流出開口を用いて、溶接継ぎ目の領域に被加工物を送り出すように設けられる。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、
−機台に含まれる担持腕上の外端部に固定される裏当て体と、
−その機台が、長尺担持要素を備え、前記担持腕は、担持要素によって支持され、撤収位置と延在される位置との間で担持要素に対して枢動可能であることと、によって、特徴化される。この撤収位置の裏当て腕で、被加工物の比較的小さいアクセス開口を通って裏当て腕および付属のトラッキングデバイスを誘導することが、可能になり、次いで後に裏当て腕を、被加工物内のその作業する位置に振り出し、よって、被加工物の反対側上に置かれる溶接工具と反対側で被加工物の内側部に接着するように、裏当てデバイスの肩部を運ぶ。
【００１４】
本発明に従う、裏当て配置の他の有利な特性は、従属特許請求項および以下に続く明細書から導出される。
【００１５】
本発明はまた、被加工物間の湾曲した経路に延在する継ぎ目に沿って、摩擦撹拌溶接を用いて２つの湾曲した被加工物を接合するための特許請求項１２に記載の特性を開示する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、以下に添付の図面を参照して、実施形態例の補助により、より詳細に記述される。示されるものは次の通りである。
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に従う、裏当て配置を備える、摩擦撹拌溶接のための溶接ステーションの略図である。
【図２】図１に従う、溶接ステーションに含まれる一部の部分的な拡張図である。
【図３】図１に従う、裏当て配置に含まれる裏当て体の肩部の正面図である。
【図４】裏当て体が第１の代替的構成を有する、図２に対応する詳細の部分的に切り取られた拡張図である。
【図５】図４に従う、裏当て体の肩部の正面図である。
【図６】第２の代替的構成を有する裏当て体の肩部の正面図である。
【図７】第３の代替的構成を有する裏当て体の肩部の正面図である。
【図８】裏当て配置に含まれる担持腕および支持腕を撤収位置で示した、図１に従う溶接ステーションの裏当て配置の略側面図である。
【図９】担持腕および支持腕を撤収位置で示した、図８に従う裏当て配置に含まれる一部の略側面図である。
【図１０】図９に対応する略側面図であるが、担持腕および支持腕を展開位置で示す。
【図１１】本発明の代替的な実施形態に従う、裏当て配置に含まれる一部の略図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に従う、裏当て配置に含まれる一部の略図である。
【図１３】本発明の別の代替的な実施形態に従う、裏当て配置に含まれる一部の部分的に切り取られた略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に従う、裏当て配置２を備える、摩擦撹拌溶接のための溶接ステーション１を描写する。描写される溶接ステーション１は、例えば宇宙船または航空機のための、燃料タンクを作製するように円形断面形態を呈する被加工物３、４（図８〜１０も参照）を接合するように構成される。溶接ステーション１は、回転体６およびこの回転体から延在するピン７を伴う従来型成形の摩擦撹拌溶接のための溶接工具５を備える。描写される実施例では、ピン７が、胴体６に固定され、それと一緒に回転する。胴体６は、機械基盤８内で回転するように支持された主軸９と剛体回転様式で接続される。この主軸９は、例えば、電気または油圧モータの形態で機械基盤８内に置かれる駆動ユニット（示されず）の補助によって回転する。接合されることとなる２つの被加工物３、４は、示されないが固定された緊張工具で、溶接作業中に互いに対して固定されたまま維持される。
【００１９】
溶接作業中、溶接工具５は、湾曲した経路上の被加工物３、４の間に延在する継ぎ目１０を横断し、高速で回転している胴体６が、被加工物３、４の外側に対して押し付けられると同時に、ピン７は、被加工物に対する押圧活動において継ぎ目１０内で回転しながら前進させられる。被加工物３、４の外側に対する胴体６の回転により、摩擦熱が生成され、これは、被加工物の終縁が、ピン７に最も近い領域で被加工物の端縁を可塑化する。描写される実施例では、描写される被加工物３、４が円形断面形態を呈するため、継ぎ目１０は、被加工物の円周方向に延在し、継ぎ目は結果として環状経路上に延在する。
【００２０】
裏当て配置２は、溶接継ぎ目の領域の溶接作業中に材料の可塑化を維持するように、被加工物３、４に対して溶接工具５によってもたらされる胴体６を介する押圧力の少なくとも一部を担うように、溶接工具の回転胴体６およびピン７の反対側の被加工物３、４を圧迫するように提供される裏当て体２０を備える。裏当て体２０には、被加工物３、４を圧迫するように装備される裏当て体を介して、外側に向けられた底面２２を呈する肩部２１が装備される。被加工物３、４の内側上、肩部の底面２２は、よって、溶接工具の回転体６およびピン７によって現在実施されている継ぎ目１０の一部の周りの領域を被覆する。肩部の底面２２は、凹形表面、凸形表面、又は平面のいずれかに成形され得る。
【００２１】
裏当て配置２は、肩部の底面２２が、それにより、溶接作業中、被加工物内に摩擦熱を増すためのの被加工物３、４に対する回転および／または振動動作を行うようにさせられるように、肩部２１を回転および／または振動させるように置かれる駆動機構５０を備える。駆動機構５０は、例えば、電気または油圧モータであってもよい。肩部２１は、被加工物３、４に対して、基本的に一定の圧力で、又は被加工物に相対して肩部２１の脈動活動を得るように代替的に変形する圧力で、押し付けられるように構成され得る。
【００２２】
裏当て体の肩部２１は、溶接工具の胴体６およびピン７のように被加工物３、４よりも固い材料で製造されるべきである。例えば、肩部２１は、耐熱性工具鋼で製作されてもよい。肩部２１は、図４および１３に示されるように、円筒型であってもよく、または、図２および１１〜１３に図示されるように、底面２２の方向にテーパ状の円錐形であってもよい。しかしながら、肩部２１はまた、いくつかの他の好適な形状を有してもよい。
【００２３】
図１〜３に描写される実施形態において、底面２２は、環状外周を有し、この場合駆動機構５０は、肩部の底面２２上の中心軸Ｃと合致する回転の軸（Ｒ）を中心として肩部２１を回転させるように構成される。この場合、肩部２１は、駆動機構５０の補助によって回転させる、回転するように支持された主軸２３と剛体回転様式で接続される。
【００２４】
溶接工具ピン７は、溶接作業中、肩部２１と接触するようになるべきではない。これは、例えば、被加工物３、４間の継ぎ目１０の深さよりもいくらか短いピン７を使用することによって実装されることが可能であり、それにより、ピンの外端部１１が、溶接作業中、図２に描写されるように、肩部の底面２２から短い距離に来るようになる。あるいは、ピンの外端部１１を収容する陥凹部２４は、図４および５に描写されるように、肩部の底面２２に構成されてもよい。この陥凹部２４は、好ましくは底面２２の中心に置かれる。陥凹部２４は、ピン７が、溶接作業中に肩部２１と接触するようにならないように、ピンの外端部１１が、陥凹部内に緩みを持って収容され得るような、径と深さを有するべきである。後者の場合、ピン７は、被加工物３、４間の継ぎ目１０の深さよりもいくらか長く、溶接作業中、ピン７は、継ぎ目１０を通って端から端まで延在する。
【００２５】
図６に描写される実施形態において、ピンの外端部を収容するように陥凹部２４は、肩部の底面２２に設けられ、さらにノッチ２５は、肩部の底面２２に置かれる。このノッチ２５は、陥凹部２４から肩部の側面まで延在する。ノッチ２５は、陥凹部２４の方向に肩部の側面から見ると、テーパ状である。この場合、駆動機構５０は、肩部２１を振動させるように構成され、ノッチ２５は、溶接継ぎ目に沿って材料の厚化を提供するように、形成される溶接継ぎ目の方向に後ろに延在するように、提供される。
【００２６】
肩部の底面２２は、全般的に平面になり得るが、代替的に、隆起した縁２６は、図７に描写されるように、肩部の底面２２上にらせん形状に構成され得る。溶接作業中、この隆起した縁２６は、底面の中心に向かって内側に、被加工物３、４の可塑化される材料を引き出すように提供される。
【００２７】
裏当て配置２は、裏当て体２０を担持するための機械基盤３０を備える。図１、８、９、および１０に描写される実施形態において、裏当て体２０は、機械基盤３０に含まれる担持腕３１によって担持される。裏当て体２０は、担持腕３１の外端部に固定される。さらに、機械基盤３０は、基部３２（図８を参照）および基部３２によって支持される長尺担持要素３３を備える。担持要素３３は、例えば、基部３２に対して移動させるように構成される、または基部３２と一緒に移動させることが可能である、ことによって、その長手方向に移動され得る。担持腕３１は、担持要素３３によって支持され、担持要素の正面端上に枢動するように固定される。担持腕３１は、担持要素３３に対して、担持腕３１が基本的に担持要素の長手方向に延在するところの陥凹された位置（図８および９を参照）と、担持腕３１が基本的に担持要素の長手方向に対して直角に延在する展開作業位置（図１および１０を参照）との間で枢動可能である。
【００２８】
図１、８、９、および１０に描写される実施形態において、機械基盤３０はまた、その外端部が支持デバイス４０を担持する、支持腕３４を呈する。支持腕３４は、担持要素３３によって担持され、担持腕３１の反対側の担持要素の正面端で枢動するように固定される。支持腕３４は、支持腕３４が基本的に担持要素の長手方向に延在する撤収位置（図８および９を参照）と、支持腕３４が基本的に担持要素の長手方向に対して直角に延在する展開支持位置（図１および１０を参照）との間で、担持要素３３に対して枢動可能である。支持デバイス４０は、支持腕３４が展開支持位置にあるとき、被加工物３、４の少なくともいくつかの部分を圧迫するように提供される、回転するように設けられる支持体４１を備える。支持デバイス４０および支持腕３４は、担持腕３１および担持要素３３に貢献するように提供され、それによって、溶接作業中、裏当て体２０の方向に溶接工具の胴体６によってもたらされる押圧力の影響のため、それらが移動することを阻止する。必要な場合は、付属の支持デバイス４０を伴う１つ以上の追加支持腕３４が、担持要素３３上で、担持されてもよく、枢動するように固定されてもよい。担持要素３３が十分に剛体である場合は、上に示される種類の支持腕および支持装置は、使用される必要がない。必要な場合は、支持デバイス４０は、回転するように配置してある２つ以上の支持体４１を備え得る。描写される実施例では、支持デバイス４０は、回転するように支持される支持車の形態で支持体４１を備える。
【００２９】
機械基盤３０には、担持要素３３に対して、担持腕３１および支持腕３４の枢動のための好適な種類の演習体３５ａ、３５ｂが装備される。描写される形態では、機械基盤には、第１の回転軸Ａ１を中心として担持要素３３に対して担持腕３１が枢動するための油圧シリンダーの形態の第１の演習体３５ａ、および第２の回転軸Ａ２を中心として担持要素３３に対する支持腕３４が枢動するための油圧シリンダーの形態の第２の演習体３５ｂが、装備される。第１の演習体３５ａは、担持要素３３、および担持腕３１と間節接続されるピストンロッド３７ａとに間節接続される円筒部３６ａを有し、第２の演習体３５ｂは、担持要素３３と間節接続される円筒部３６ｂ、および支持腕３４と間節接続されるピストンロッド３７ｂを有する。
【００３０】
裏当て体２０は、肩部の底面２２と担持要素３３との間の距離の規制を可能にするように担持腕の長手方向に好適に調整可能である。図示される実施例において、これは、担持腕の内部３１ｂに対して担持腕の長手方向において伸縮自在に調整可能である担持腕３１の外部３１ａによって可能とされる。外部３１ａは、油圧シリンダー（示されず）またはいくらかの他の好適演習体の補助によって、内部３１ｂに対して移動される。
【００３１】
対応する様式では、支持体４１は、支持体４１と担持要素３３との間の距離の規制を可能にするように、支持腕の長手方向に好適に調整可能である。描写される実施例では、これは、支持腕の内部３４ｂに対して、支持腕の長手方向における伸縮自在に調整可能である支持腕３４の外部３４ａによって可能とされる。外部３４ａは、油圧シリンダー（示されず）またはいくらかの他の好適演習体の補助によって、内部３４ｂに対して移動される。
【００３２】
図１、８、９、および１０に描写される実施形態において、駆動機構５０は、裏当て体肩部２１への近傍で担持腕３１上に設けられる。しかしながら、駆動機構５０は、代替的に別の場所に設けられ得、裏当て体肩部２１を伴う好適な伝動を介して接続され得る。
【００３３】
溶接工具５および裏当て体２０は、溶接工具５および支持装置２０を静止した間、被加工物に沿って互いに同期して移動させること、または、溶接工具５および裏当て体２０が静止した位置に維持される際被加工物３、４が移動されること、のいずれかによって、接合されることとなる被加工物３、４の間の継ぎ目１０を横断する。図１、８、９、および１０に描写される溶接ステーション１において、溶接工具５および裏当て体２０は、被加工物３、４が、示されない好適な駆動工具の補助によって回転される際、溶接作業中に静止した位置に維持されるように意図される。当然であるが、被加工物３、４はこの回転中は互いに対して固定された位置に維持される。
【００３４】
描写される実施例では、溶接ステーション１は、容器の終端部を形成するために提供される、第１の被加工物３を、容器の円筒部を形成するために提供される、第２の被加工物４と接合するように使用される。担持腕３１および支持腕３４は撤収位置にあって、担持腕３１と一緒の担持要素３３の正面部、裏当て体２０、支持腕３４、および支持デバイス４０は、図８および９に描写されるように、第１の被加工物３のアクセス開口１２を介して、被加工物３、４内の空間内へ挿入されることが可能である。前記空間内への挿入後、担持腕３１および支持腕３４は、展開位置内に枢動され、その後担持腕の外部３１ａおよび支持腕の外部３４ａが移動され、、底面２２および支持体４１が、継ぎ目１０の真上で被加工物３、４の内側壁を圧迫する。、。溶接工具胴体６は、次いで、溶接工具ピン７が継ぎ目１０に収容されている間、被加工物３、４と肩部の底面２２の反対側との間の継ぎ目１０の真上で、被加工物３、４の外壁に対して押圧される。溶接体６およびピン７および裏当て体の肩部２１が、被加工物３、４と溶接工具胴体６との間の接触面、および被加工物３、４と裏当て体の肩部２１との間の接触面で生成される摩擦熱の作用のため、被加工物３、４の間に溶接継ぎ目を作製するように高回転速度で回転すると、次いで、被加工物３、４は、溶接工具５および裏当て体２０が継ぎ目１０を横断するようになるように、低速度で溶接工具５、および裏当て体２０に対して回転される。摩擦熱による材料の可塑化は継ぎ目１０の領域において、溶接工具胴体６および裏当て体の肩部２１の活動の下に維持され、その後に固化し被加工物３、４の間に溶接継ぎ目を形成する。溶接作業中、被加工物３、４は、互いに外側に向けられた被加工物の端縁間の継ぎ目１０、すなわち空隙は、基準以下の溶接が形成されるサイズを超えない形で、固定緊張工具（示されず）の補助により、互いに対して固定緊張が維持される。
【００３５】
所望の溶接温度により迅速に到達することを保証するように、例えば、電気発熱によって、溶接作業前および／または中に胴体６および／または肩部２１に、余分な熱を供給することが可能である。
【００３６】
そのように所望する場合、ワイヤまたはロッドの形態で提供される追加材料２７は、図１３に描写されるように、溶接作業中に肩部の底面２２に置かれる排出開口２８を介して被加工物に送り出され得る。この排出口２８は、肩部の底面２２の中心に好適に設けられる。この場合、裏当て配置２には、前記排出開口２８に接続される、肩部２１に置かれるチャネル２９を通って前記追加材料２７を送り出すように送り出しデバイス（示されず）が、装備されるべきである。
【００３７】
１つ以上の押圧ローラ４２ａ、４２ｂ、４３が、裏当て体肩部２１の側で担持腕３１の外端部で回転するように有利に設けられ得、その押圧ローラは、溶接作業中、被加工物３、４の少なくともいくつかの部分を圧迫するように設けられる。これらの押圧ローラ４２ａ、４２ｂ、４３は、被加工物３、４への肩部の貫通の深さを制限し、溶接作業中、被加工物の歪みのリスクを軽減するように、内的に被加工物を支持するように貢献する。例えば、２つの押圧ローラ４２ａ、４２ｂは、図１１に描写されるように、被加工物３、４を、それらの間の継ぎ目１０の各側上の１つで圧迫するように、裏当て体肩部２１の両側上に置かれ得る。代替としては、押圧ローラ４３は、被加工物３、４を、それらの間の継ぎ目１０の真上で圧迫するように、裏当て体肩部２１の先に設けられ得る。押圧ローラ４２ａ、４２ｂ、４３は、担持腕３１に接続され、担持腕３１によって担持される保持具４４で回転させるように、支持される。
【００３８】
当然であるが、本発明は、上に記述された実施形態には決して限定されず、むしろ、付属請求項に定義される本発明の基本的考えからよって逸脱することなく、当業者にとっては複数の修正の可能性が明白であろう。
【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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【国際調査報告】
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