專利名稱：具有可形狀匹配的肩狀體的攪拌摩擦工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
結(jié)合附圖，從下面按照本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的有代表性的描述中 可以獲得本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)，其中 圖l以概略圖形式示出了按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱攪 拌摩擦工具l的縱向方向的截面圖。正如公知的，所述攪拌摩擦工具l包 括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的工具主體2，在工具主體2的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器地朝向的端部提 供有肩狀體3，所述肩狀體在遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器地朝向的所述工具主體2的端部 的方向延伸，也就是說，在由"A"標(biāo)注的箭頭所示方向上延伸，所述可 旋轉(zhuǎn)的桿形凸出體4具有比所述肩狀體3小的直徑。換句話說，桿形凸出 體4從位于與所述工具主體2相反的肩狀體3側(cè)延伸，或從指向遠(yuǎn)離所述 工具主體2的肩狀體3側(cè)延伸。
34典型地，桿形凸出體4被制成與工具主體2為一體構(gòu)件，并且， 在

圖1中所示的實(shí)施例中，所述肩狀體3可旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地被安置在桿形凸出 體4周圍，所述肩狀體3被設(shè)計(jì)成獨(dú)立的組成件。因此，所述攪拌摩擦工 具l的簡(jiǎn)單裝配是可能的，例如，通過將所述肩狀體3按與標(biāo)有"A，，的 方向相反的方向推到桿形凸出體4上。這也保證了所述肩狀體3的簡(jiǎn)單更換。此外，所述肩狀體3可獨(dú)立地被開動(dòng)，也就是說，獨(dú)立于桿形凸出體 4的旋轉(zhuǎn)或所述工具主體2的旋轉(zhuǎn)。在此情形中，按照本發(fā)明的攪拌摩擦 工具能夠與靜定的肩狀體一起被操作(也就是說，旋轉(zhuǎn)速度11=0),或按
典型的在5rpm和5000 rpm之間的旋轉(zhuǎn)速度被操作。 當(dāng)然，結(jié)合圖l說明的所述元件7也可以有另外的結(jié)構(gòu)或以另外 的方式例如通過壓力的作用沿軸向被移動(dòng)。圖2中由標(biāo)有"P"的箭頭所 示，壓力的作用可能例如電子地、液壓地、氣動(dòng)地或以另外的適當(dāng)方式發(fā) 生。這里，有利的是，獨(dú)立于其它元件7操作每一獨(dú)立元件7。因而，在 所述FSW工藝過程中或之前，所述肩狀體表面5可活躍地被設(shè)置成一種 特定的形狀或輪廓，也就是說，通過外部控制被設(shè)置成一種特定的形狀或 輪廓。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)形式和運(yùn)行方式結(jié)合圖l所示。
40圖3示出了按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的攪拌摩擦工具1的縱向方 向的概略截面圖。圖3圖示出一種初始狀態(tài)，其中所述桿形凸出體4還沒 有與所述工件100接觸。所述攪拌摩擦工具1包括工具主體2，在其遠(yuǎn)離 驅(qū)動(dòng)器地朝向的端部處提供有肩狀體，所述肩狀體^L標(biāo)有參考數(shù)字30,以 區(qū)別于按照?qǐng)Dl的實(shí)施例。在所述工具主體2的遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)器地朝向的 所述端部方向，從所迷肩狀體30延伸出可旋轉(zhuǎn)桿形凸出體4，所述凸出體 4具有比所述肩狀體30更小的直徑，正如結(jié)合所述第一實(shí)施例(圖l和2) 已經(jīng)說明的。此外，所述肩狀體30的運(yùn)轉(zhuǎn)類型和運(yùn)行方式相應(yīng)于第一典型 實(shí)施例。
41正如從圖3可以得到，所述肩狀體30具有承載體60，所述承載 體60在所述凸出體4的方向是至少部分地開口的，并且，其中安置至少一 個(gè)可自由變形體70，尤其是流體村墊。代替流體襯墊，其它材料也可被使 用， 一方面，所述材料是有彈性的或可變形的，但是，另一方面，所述材
料確保所述肩狀體30可以施加足夠的壓力在所述工件100上，以便確保所 述肩狀體30可靠地保持在所述工件表面上。所述流體襯墊70可以被二沒計(jì) 成例如環(huán)狀形式，并且同心地被安置在凸出體4的周圍。在此情形中，指
;述肩狀體表(5(i在圖3中再次由虛"來圖示。當(dāng)然，甚至多個(gè)可自由變 形體可以各種方式被安置在承載體60內(nèi)。
[42當(dāng)所述攪拌摩擦工具1借助于旋轉(zhuǎn)凸出體4被插入所述工件100， 如圖4所示，所述肩狀體表面50與所述工件表面進(jìn)入接觸時(shí)，所述肩狀體 表面50被變形。由于所述流體襯墊70的彈性，所述襯墊70被變形，特別 是其指向凸出體方向的所述襯墊的側(cè)面80被變形，并且連續(xù)地發(fā)生與所述 工件100的表面貼合。
[43至于在所述承載體60內(nèi)沒有提供獨(dú)立安置或固定的所述流體襯 墊70的情況，指向下方的、也就是指向所述工件100的方向的所述承載體 60的所述端部也可借助于柔韌材料61來封閉，所述柔韌材料61特別是可 變形金屬片體(見圖5)。
[44在圖6中圖示出第二實(shí)施例的一種變型。在所述承載體60中另 外安置有松散的填充體71，所述松散的填充體71被安置在可自由變形體 70和所述承載體60的開口端之間。這種類型的松散的填充體是例如堅(jiān)硬 金屬的、陶瓷的或塑膠的球體，所述材料至少在軸向方向上是可移動(dòng)的。 在此情形中，所述肩狀體表面50由所述松散的填充體71來形成。同樣， 按照?qǐng)D6的布置確保當(dāng)旋轉(zhuǎn)凸出體4被插入時(shí)，所述肩狀體60的所述表 面50自動(dòng)地適配于工件100的形狀，并且連續(xù)地支靠著工件100的表面。 此夕卜，如圖5中已經(jīng)描述的，所述承載體60的開口端可借助于柔韌材料來 封閉，然而，所述柔韌材料在圖6中未示出。
[45圖7在右側(cè)描述地示出用松散的填充體71填充的肩狀體30的橫 截面圖。優(yōu)選地，松散球體被布置成同心地圍繞桿形凸出體4,從而，以 便確保對(duì)彎曲組成件的最佳適配。在此情形中，所述柏教的填充體71根據(jù) 位置可以具有不同的強(qiáng)度，和/或由不同的壓力作用其上。 參考符號(hào)列表
1. 攪拌摩擦工具
2. 工具主體
3. 肩狀體
4. 桿形凸出體
5. 肩狀體表面
6. 承載體
7. 獨(dú)立元件
8. 獨(dú)立元件表面
9. 彈簧元件 30.肩狀體
50.肩狀體表面
60. 承載體
61. 柔韌材料
70. 流體襯墊
71. 填充體
80.流體襯墊表面 ■工件
權(quán)利要求
1.攪拌摩擦工具(1)，其包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的工具主體(2)，在所述工具主體遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器地朝向的端部提供有肩狀體(3；30)，從所述工具主體(2)、按所述工具主體(2)的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器地朝向的所述端部的方向延伸出可旋轉(zhuǎn)的桿形凸出體(4)，其具有比所述肩狀體(3；30)更小的直徑，其特征在于，所述肩狀體(3；30)的指向所述凸出體(4)方向的表面(5；50)是形狀可適應(yīng)的。
2.按照權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，指向所 述凸出體(4)方向的所述肩狀體表面(5; 50)是可逆地可變形的。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，所 述肩狀體(3; 30)包括承載體(6; 60),所述承載體(6; 60)在所述凸 出體(4)的方向上至少是部分開口的，并且，在所述承栽體(6; 60)中 安置至少一個(gè)元件(7; 70)，所述元件(7; 70)可軸向地移動(dòng)，和/或至 少指向所述凸出體(4)方向的所述元件(7; 70)的側(cè)面(80)被彈性地 設(shè)計(jì)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，所述元 件(7; 70)被安置成同心地圍繞所述突出體(4)。
5. 按照權(quán)利要求3或4所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，在 所述承載體(6)內(nèi)安置多個(gè)可軸向移動(dòng)的元件(7)，所述元件(7)的指 向所述凸出體(4)方向的側(cè)面(8)形成所述指向所述凸出體(4)方向的 肩狀體表面(5)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的攪拌摩擦工具(1),其特征在于，所述元 件(7)被設(shè)計(jì)為桿形段，所述桿形段的縱向軸線基本按軸向方向取向，所 述桿形段的橫截面圍繞所述凸出體(4)以形成同心圓環(huán)。
7. 按照權(quán)利要求5或6所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，每 一元件(7)通過在軸向方向有彈性的彈簧元件(9)被連接到所述承載體(6)。
8. 按照權(quán)利要求3或4所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，至 少一個(gè)可自由變形體(70)、尤其是流體襯墊被安置在所述承載體(60) 內(nèi)。
9. 按照權(quán)利要求8所述的攪拌摩擦工具(1)，其特征在于，所述至 少一個(gè)可自由變形體(70)的指向所述凸出體(4)方向的所述側(cè)面(80) 是有彈性的，并且形成所述的指向所述凸出體(4)方向的肩狀體表面(50 )。
10. 按照權(quán)利要求8所述的攪拌摩擦工具(1),其特征在于，在所述 承載體(60)內(nèi)，在所述至少一個(gè)可自由變形體(70)和所述承載體(60) 開口端部之間安置有松散填充體(71)，所述+^敉填充體(71)至少在軸 向方向是可移動(dòng)的，并且形成所述指向所述凸出體(4)方向的肩狀體表面(50)。
11. 按照權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的攪拌摩擦工具(1)，其特 征在于，所述承載體(6; 60)的至少部分地開口的端部可以借助于柔韌材 料(61)被封閉。
12. 按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的攪拌摩擦工具的使用，其用 于攪拌摩擦焊接或攪拌摩擦工藝。
全文摘要
本發(fā)明涉及攪拌摩擦工具(1)，所述攪拌摩擦工具(1)包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具主體(2)，在面對(duì)遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)器的所述工具主體(2)的端部提供有肩狀體(3；30)——從所述工具主體(2)在遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器地朝向的所述工具主體(2)的端部方向上延伸，可旋轉(zhuǎn)桿形凸出體(4)具有比所述肩狀體(3；30)小的直徑，并且，其特征在于，指向所述凸出體(4)方向的所述肩狀體(3；30)的表面(5；50)是可形狀匹配的。
文檔編號(hào)B23K20/12GK101340998SQ200680047004
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者J·西爾瓦努斯, U·亨內(nèi)伯勒 申請(qǐng)人:空中客車公司