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DE102016217025A1 - METHOD FOR OPERATING A SOUND ROLLING DEVICE, ROLE ROLLING DEVICE, AND SOUND ROLLING WELDING SYSTEM - Google Patents

METHOD FOR OPERATING A SOUND ROLLING DEVICE, ROLE ROLLING DEVICE, AND SOUND ROLLING WELDING SYSTEM Download PDF

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Publication number
DE102016217025A1
DE102016217025A1 DE102016217025.2A DE102016217025A DE102016217025A1 DE 102016217025 A1 DE102016217025 A1 DE 102016217025A1 DE 102016217025 A DE102016217025 A DE 102016217025A DE 102016217025 A1 DE102016217025 A1 DE 102016217025A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
shoulder
friction stir
stir welding
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016217025.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Jürgen Silvanus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus Defence and Space GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space GmbH filed Critical Airbus Defence and Space GmbH
Priority to DE102016217025.2A priority Critical patent/DE102016217025A1/en
Publication of DE102016217025A1 publication Critical patent/DE102016217025A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/123Controlling or monitoring the welding process
    • B23K20/1235Controlling or monitoring the welding process with temperature control during joining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung (1). Erfindungsgemäß erfolgt ein Erfassen (M1) eines Rotationskörper-Temperaturwerts eines durch eine Endausnehmung (31) einer Schultereinrichtung (30) der Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) hindurchragenden Endbereichs (12) eines Rotationskörpers (10) der Rührreibschweiß-Vorrichtung (1), ein Erfassen (M2) eines Ist-Temperaturwerts eines die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) und auf Basis des erfassten Rotationskörper-Temperaturwerts und des erfassten Ist-Temperaturwerts ein Regeln (M3) der Temperatur des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) auf eine von dem Rotationskörper-Temperaturwert abhängige Soll-Temperatur. Weiterhin sind eine Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) und ein Rührreibschweiß-System (100) beschrieben.The present invention describes a method for operating a friction stir welding device (1). According to the invention, a detection (M1) of a rotational body temperature value of an end region (12) of a rotational body (10) of the friction stir welding device (1) that projects through an end recess (31) of a shoulder device (30) of the friction stir welding device (1) is detected (M2) of an actual temperature value of a region of the shoulder device (30) surrounding the end recess (31) of the shoulder device (30) and on the basis of the detected rotational body temperature value and the detected actual temperature value a regulation (M3) of the temperature of the end recess ( 31) of the shoulder device (30) surrounding region of the shoulder device (30) to a temperature dependent on the rotational temperature temperature target temperature. Furthermore, a friction stir welding device (1) and a friction stir welding system (100) are described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung, eine Rührreibschweiß-Vorrichtung und ein Rührreibschweiß-System.The present invention relates to a method of operating a friction stir welding apparatus, a friction stir welding apparatus, and a friction stir welding system.

Aus der DE 10 2005 030 800 A1 ist eine Rührreibschweiß-Vorrichtung mit einem rotierend antreibbaren Rotationskörper bekannt, welcher einen sich durch eine Ausnehmung einer nicht-rotierbaren Schulter hindurch erstreckenden, stiftförmigen Endabschnitt aufweist. Hierbei ist zwischen der Ausnehmung und dem stiftförmigen Endabschnitt ein Spalt ausgebildet. Zur Abdichtung eines derartigen Spalts gegen ein Eindringen von Schweißmaterial offenbart die DE 10 2014 004 331 B3 ein in diesen Spalt eingesetztes Dichtungspaket.From the DE 10 2005 030 800 A1 is a friction stir welding device with a rotationally driven rotary body is known, which has a through a recess of a non-rotatable shoulder extending through, pin-shaped end portion. Here, a gap is formed between the recess and the pin-shaped end portion. For sealing such a gap against penetration of welding material discloses the DE 10 2014 004 331 B3 a sealing package inserted into this gap.

Zur Vermeidung eines Anhaften von Schweißmaterial an der Schulter einer Rührreibschweiß-Vorrichtung offenbart die US 6,516,922 B1 ein Rührreibschweißverfahren bei dem ein Kühlen der Schulter erfolgt.To avoid adhesion of welding material to the shoulder of a friction stir welding apparatus disclosed in US Pat US 6,516,922 B1 a friction stir welding method in which a cooling of the shoulder takes place.

Es ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein verbesserter Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung ermöglicht wird.It is one of the objects of the present invention to provide a method enabling improved operation of a friction stir welding apparatus.

Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Rührreibschweiß-Vorrichtung sowie ein verbessertes Rührreibschweiß-System bereitzustellen.It is a further object of the present invention to provide an improved friction stir welding apparatus and an improved friction stir welding system.

Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.These objects are achieved by the subject matters of the independent claims.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims to the independent claims in conjunction with the description.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung vorgesehen. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • – Erfassen eines Rotationskörper-Temperaturwerts eines durch eine Endausnehmung einer Schultereinrichtung der Rührreibschweiß-Vorrichtung hindurchragenden Endbereichs eines Rotationskörpers der Rührreibschweiß-Vorrichtung;
  • – Erfassen eines Ist-Temperaturwerts eines die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung; und
  • – auf Basis des erfassten Rotationskörper-Temperaturwerts und des erfassten Ist-Temperaturwerts Regeln der Temperatur des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung auf eine von dem Rotationskörper-Temperaturwert abhängige Soll-Temperatur.
According to a first aspect of the invention, a method for operating a friction stir welding device is provided. The method comprises the following method steps:
  • Detecting a rotational body temperature value of an end portion of a rotating body of the friction stir welding apparatus projecting through an end recess of a shoulder device of the friction stir welding apparatus;
  • Detecting an actual temperature value of a region of the shoulder device surrounding the end recess of the shoulder device; and
  • On the basis of the detected rotational body temperature value and the detected actual temperature value, regulating the temperature of the region of the shoulder device surrounding the end recess of the shoulder device to a desired temperature dependent on the rotational body temperature value.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst damit ein Messen sowohl der Temperatur eines Endbereichs eines Rotationskörpers oder Rotationspins als auch das Messen der Temperatur desjenigen Bereichs einer Schulterausnehmung, in welchem der Endbereich des Rotationskörpers durch eine Endausnehmung der Schultereinrichtung hindurch ragt. Eine Spaltweite bzw. lichte Weite eines Spalts, welcher sich zwischen der Endausnehmung und dem Endbereich des Rotationskörpers erstreckt, ist aufgrund eines temperaturabhängigen Ausdehnungsverhaltens des Rotationskörpers und der Schultereinrichtung abhängig von der Temperatur dieser Komponenten. Erfindungsgemäß erfolgt eine Regelung der Temperatur der Schultereinrichtung auf eine Soll-Temperatur, welche abhängig von einer gemessenen Temperatur des Rotationskörpers ist. Durch die Regelung der Temperatur der Schultereinrichtung auf die Soll-Temperatur erfolgt somit eine Einstellung der Spaltweite des Spalts. Insbesondere erfolgt eine Anpassung des Innendurchmessers der Endausnehmung an den Außendurchmesser des Endbereichs des Rotationskörpers. Dies bietet den Vorteil, dass der Innendurchmesser der Endausnehmung und der Außendurchmesser des Endbereichs des Rotationskörpers derart ausgelegt werden können, dass sich sehr kleine Spaltweiten ergeben. Dadurch wird zuverlässig der Eintrag von Schweißmaterial in die Schultereinrichtung unabhängig von den sich durch einen Schweißvorgang einstellenden Temperaturen vermieden. Weiterhin wird durch das vorbeschriebene Verfahren die Betriebssicherheit der Rührreibschweiß-Vorrichtung erhöht, da ein Reiben des Rotationskörpers an der Innenfläche der Endausnehmung durch die Einstellung des Durchmessers der Endausnehmung mittels der Temperaturregelung vermieden wird.The method according to the invention thus comprises measuring both the temperature of an end region of a rotary body or spin pin and measuring the temperature of that region of a shoulder recess in which the end region of the rotary body protrudes through an end recess of the shoulder device. A gap width of a gap which extends between the end recess and the end region of the rotation body is dependent on the temperature of these components due to a temperature-dependent expansion behavior of the rotation body and the shoulder device. According to the invention, the temperature of the shoulder device is regulated to a setpoint temperature, which is dependent on a measured temperature of the rotary body. By regulating the temperature of the shoulder device to the desired temperature thus takes place an adjustment of the gap width of the gap. In particular, an adjustment of the inner diameter of the end recess to the outer diameter of the end portion of the rotating body. This offers the advantage that the inner diameter of the end recess and the outer diameter of the end portion of the rotating body can be designed such that result in very small gap widths. As a result, the entry of welding material into the shoulder device is reliably prevented regardless of the temperatures that arise as a result of a welding process. Furthermore, the reliability of the friction stir welding device is increased by the method described above, since rubbing of the rotating body on the inner surface of the Endausnehmung is avoided by adjusting the diameter of the Endausnehmung means of temperature control.

In der Abhängigkeit der Soll-Temperatur von der Temperatur des Rotationskörpers kann insbesondere berücksichtigt sein, welchen Außendurchmesser der Endbereich des Rotationskörpers bei einer bestimmten Temperatur aufweist und welchen Innendurchmesser die Endausnehmung bei einer bestimmten Temperatur aufweist. Insbesondere kann die Abhängigkeit derart gestaltet sein, dass die Soll-Temperatur mit steigenden Rotationskörper-Temperaturwerten ansteigt und mit sinkenden Rotationskörper-Temperaturwerten kleiner wird.In the dependence of the target temperature of the temperature of the rotating body can be taken into account in particular, which outer diameter of the end portion of the rotating body has at a certain temperature and which inner diameter has the Endausnehmung at a certain temperature. In particular, the dependency can be designed in such a way that the setpoint temperature increases with increasing rotational body temperature values and becomes smaller as the rotational body temperature values decrease.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Regeln der Temperatur des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung ein Heizen oder Kühlen des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung umfasst. Insbesondere wird der Schultereinrichtung jeweils eine von der Soll-Temperatur abhängige Heizleistung oder Kühlleistung zugeführt.According to an advantageous embodiment of the method is provided that the rules of the temperature of the Endausnehmung the shoulder device surrounding region of the shoulder device comprises heating or cooling of the surrounding the Endausnehmung the shoulder device area of the shoulder device. In particular, the shoulder device is in each case supplied with a heating power or cooling power which is dependent on the desired temperature.

Das Heizen kann insbesondere mit einer Heizvorrichtung erfolgen, welche z. B. Teil der Rührreibschweiß-Vorrichtung sein kann. Das Kühlen kann insbesondere mittels einer Kühlvorrichtung erfolgen. Grundsätzlich kann die Kühlvorrichtung ebenfalls Teil der Rührreibschweiß-Vorrichtung sein. Bevorzugt ist die Kühlvorrichtung jedoch als eine separate Vorrichtung ausgebildet. Auch kann eine kombinierte Heiz-Kühlvorrichtung, z. B. in Form eines Gebläses vorgesehen sein, welche ein entsprechend der Soll-Temperatur temperiertes Kühlfluid, z. B. Luft, zu der Schultereinrichtung fördert. Auch kann eine kombinierte Heiz-Kühlvorrichtung verwendet werden.The heating can be done in particular with a heater, which z. B. may be part of the friction stir welding device. The cooling can be done in particular by means of a cooling device. In principle, the cooling device can also be part of the friction stir welding device. Preferably, however, the cooling device is designed as a separate device. Also, a combined heating-cooling device, for. B. be provided in the form of a blower, which is a temperature-controlled according to the target temperature cooling fluid, for. As air promotes to the shoulder device. Also, a combined heating-cooling device can be used.

Besonders bevorzugt erfolgt das Erfassen des Rotationsköper-Temperaturwerts mittels eines Pyrometers. Diese auf der Wärmestrahlung des Rotationskörpers basierende Messmethode bietet den Vorteil, dass die Temperaturerfassung berührungslos möglich ist. Damit kann vorteilhaft auch während der Rotationskörper rotiert der Rotationsköper-Temperaturwert erfasst werden.Particularly preferably, the detection of the rotational body temperature value takes place by means of a pyrometer. This measurement method based on the heat radiation of the rotation body offers the advantage that the temperature detection is possible without contact. In this way, the rotational body temperature value can advantageously also be detected while the body of revolution is rotating.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Regeln der Temperatur des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung ferner folgende Schritte umfasst:

  • – Bestimmen eines Ist-Außendurchmesserwerts des zweiten Endbereichs des Rotationskörpers aus dem erfassten Rotationskörper-Temperaturwert mittels einer Außendurchmesserfunktion, welche den Außendurchmesserwert als Funktion des Rotationskörper-Temperaturwerts angibt;
  • – Bestimmen eines Ist-Innendurchmesserwerts der Endausnehmung aus dem erfassten Ist-Temperaturwert mittels einer Innendurchmesserfunktion, welche den Innendurchmesserwert der Endausnehmung als Funktion des Ist-Temperaturwerts angibt;
  • – Berechnen eines Ist-Spaltweitenwerts eines sich zwischen der Endausnehmung und dem zweiten Endbereich des Rotationskörpers erstreckenden Spalts;
  • – Vergleichen des Ist-Spaltweitenwerts mit einem Soll-Spaltweitenwert;
  • – Bestimmen eines Innendurchmesser-Vorgabewerts für den Innendurchmesser derart, dass sich der Soll-Spaltweitenwert ergibt; und
  • – Ermitteln der Soll-Temperatur aus der Innendurchmesserfunktion.
According to a particularly advantageous embodiment of the method, it is provided that the regulation of the temperature of the region of the shoulder device surrounding the end recess of the shoulder device further comprises the following steps:
  • Determining an actual outer diameter value of the second end region of the rotational body from the detected rotational body temperature value by means of an outer diameter function, which indicates the outer diameter value as a function of the rotational body temperature value;
  • - Determining an actual inner diameter value of the Endausnehmung from the detected actual temperature value by means of an inner diameter function, which indicates the inner diameter value of the Endausnehmung as a function of the actual temperature value;
  • Calculating an actual gap width value of a gap extending between the end recess and the second end region of the rotation body;
  • Comparing the actual gap width value with a desired gap width value;
  • - determining an inside diameter default value for the inside diameter such that the target gap width value results; and
  • - Determining the target temperature from the inner diameter function.

Gemäß dieser Weiterbildung wird insbesondere aus den gemessenen Temperaturen von Rotationskörper und Schultereinrichtung direkt ein Ist-Spaltweitenwert berechnet und dieser mit einem Soll-Spaltweitenwert verglichen. Auf Basis des Vergleichs wird ein Innendurchmesser-Vorgabewert für den Innendurchmesser der Endausnehmung derart bestimmt, dass sich der Soll-Spaltweitenwert ergibt. Dies kann insbesondere durch Variation einer den Innendurchmesser-Vorgabewert beschreibenden Variable solange erfolgen, bis eine Differenz zwischen aus dem Wert der Variable und dem Ist-Außendurchmesser berechneter Wert des Innendurchmesser-Vorgabewerts kleiner oder gleich einem bestimmten Schwellwert liegt. Es ist ein besonderer Vorteil dieser Weiterbildung des Verfahrens, dass eine Innendurchmesserfunktion sowohl zur Bestimmung des Ist-Innendurchmesser als auch als Umkehrfunktion zur Bestimmung der Soll-Temperatur verwendet wird. Dadurch kann der Rechenaufwand des Verfahrens gering gehalten werden und gleichzeitig eine kontinuierliche Bestimmung der Soll-Temperatur erfolgen.According to this development, in particular an actual gap width value is calculated directly from the measured temperatures of the rotary body and shoulder device and compared with a desired gap width value. Based on the comparison, an inner diameter set value for the inner diameter of the end recess is determined so as to give the target gap width value. In particular, this can be done by varying a variable describing the inner diameter default value until a difference between the value of the inner diameter default value calculated from the value of the variable and the actual outer diameter is less than or equal to a certain threshold value. It is a particular advantage of this development of the method that an inner diameter function is used both for determining the actual inner diameter and as an inverse function for determining the desired temperature. As a result, the computational complexity of the method can be kept low and simultaneously carried out a continuous determination of the target temperature.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Regeln der Ist-Temperatur ein Bestimmen des Soll-Temperaturwerts als den erfassten Rotationskörper-Temperaturwert umfasst. Damit wird die Temperatur der Schultereinrichtung auf die gemessene Temperatur des Endbereichs des Rotationskörpers geregelt. Dies bietet den Vorteil dass die Regelungsfunktion äußerst einfach und mit sehr geringem Rechenaufwand realisierbar. Gleichzeitig wird eine effiziente Spaltweitenkontrolle, welche das Eindringen von Verschmutzungen in die Schultereinrichtung verhindert, realisiert.According to an alternative embodiment of the method, it is provided that the regulation of the actual temperature comprises determining the desired temperature value as the detected rotational body temperature value. Thus, the temperature of the shoulder device is controlled to the measured temperature of the end portion of the rotating body. This offers the advantage that the control function can be implemented extremely simply and with very little computational effort. At the same time an efficient gap width control, which prevents the ingress of dirt into the shoulder device realized.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein nicht-flüchtiger computerlesbarer Speicher vorgesehen, welcher ein Programm speichert, das dazu ausgelegt ist, einen Computer zur Ausführung eines Verfahrens nach einer der voranstehenden Ausführungsformen zu veranlassen. Der nicht-flüchtige Speicher kann insbesondere als eine Festplatte, eine Compact-Disk (CD), eine Digital Versatile Disc (DVD), ein Diskette, ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher, auch als EPROM bezeichnet, ein Flash-Speicher oder dergleichen ausgeführt sein. EPROM ist eine Abkürzung für den englischen Ausdruck „erasable programmable read-only memory”.According to another aspect of the invention, there is provided a non-transitory computer-readable memory that stores a program configured to cause a computer to perform a method according to any one of the preceding embodiments. Specifically, the non-volatile memory may be referred to as a hard disk, a compact disk (CD), a digital versatile disc (DVD), a floppy disk, an erasable programmable read only memory, also called an EPROM, a flash memory or the like be executed. EPROM is an abbreviation for the English term "erasable programmable read-only memory".

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Rührreibschweiß-Vorrichtung vorgesehen. Die Rührreibschweiß-Vorrichtung weist einen um eine Längsachse rotierbaren Rotationskörper, welcher an einem ersten Endbereich an eine Antriebseinrichtung koppelbar ist, und eine Schultereinrichtung mit einer Endausnehmung auf. Ein in Bezug auf die Längsachse entgegengesetzt zu dem ersten Endbereich des Rotationskörpers gelegener zweiter Endbereich des Rotationskörpers ragt durch die Endausnehmung hindurch. Weiterhin weist die Rührreibschweiß-Vorrichtung eine Regelungseinrichtung mit einem ersten Eingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein eine Rotationskörper-Temperatur repräsentierendes Rotationskörper-Temperatursignal als Eingangssignal zu empfangen, einem zweiten Eingang, welcher dazu ausgebildet ist, ein eine Ist-Temperatur eines die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung repräsentierendes Ist-Temperatursignal als Eingangssignal zu empfangen, und einem ersten Ausgang, welcher dazu ausgebildet ist, ein aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals und des Ist-Temperatursignals durch eine Regelungsfunktion vorgegebenes Temperaturstellsignal als Ausgangssignal zur Regelung der Ist-Temperatur bereitzustellen.According to a third aspect of the invention, a friction stir welding apparatus is provided. The friction stir welding device has a rotational body rotatable about a longitudinal axis, which can be coupled to a drive device at a first end region, and a shoulder device having an end recess. A second end portion of the rotation body located opposite to the first end portion of the rotation body with respect to the longitudinal axis protrudes through End recess through. Furthermore, the Rührreibschweiß device has a control device with a first input, which is adapted to receive a rotation body temperature representing rotational body temperature signal as an input signal, a second input, which is adapted to an an actual temperature of the Endausnehmung the A first output, which is adapted to provide a predetermined due to the rotational body temperature signal and the actual temperature signal by a control function temperature control signal as an output signal for controlling the actual temperature to provide shoulder means surrounding area of the shoulder device.

Demnach wird eine Rührreibschweiß-Vorrichtung mit einer Regelungseinrichtung angegeben. Die Regelungseinrichtung weist einen ersten und einen zweiten Eingang auf. Der erste Eingang bildet eine Schnittstelle zum Empfang eines eine Temperatur eines Endbereichs eines Rotationskörpers der Rührreibschweiß-Vorrichtung repräsentierenden Rotationskörper-Temperatursignal. Der zweite Eingang bildet eine Schnittstelle zum Empfang eines Ist-Temperatursignals. Das Ist-Temperatursignal repräsentiert eine Temperatur eines Bereichs einer Schultereinrichtung der Rührreibschweiß-Vorrichtung, welcher eine Ausnehmung aufweist, durch die der Endbereich des Rotationskörpers hindurchragt. Das Rotationskörper-Temperatursignal und das Ist-Temperatursignal bilden jeweils ein Eingangssignal. Die an den Schnittstellen anlegbaren Eingangssignale bilden Eingangsgrößen für eine Regelungsfunktion der Regelungseinrichtung. Die Regelungseinrichtung gibt als Ausgangsgröße ein Temperaturstellsignal aus, welches an einem ersten Ausgang der Regelungseinrichtung bereitgestellt wird. Der erste Ausgang bildet damit eine weitere Schnittstelle der Regelungseinrichtung. Das Temperaturstellsignal ist zum Regeln der Ist-Temperatur des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung vorgesehen. Die derart gestaltete Regelungseinrichtung ermöglicht vorteilhaft die Regelung der Temperatur der Schultereinrichtung und somit eine Einstellung einer Spaltweite eines sich zwischen der Endausnehmung und dem Endbereich des Rotationskörpers erstreckenden Spalts. Insbesondere wird eine Anpassung eines Innendurchmessers der Endausnehmung an den Außendurchmesser des Endbereichs des Rotationskörpers ermöglicht. Dies bietet den Vorteil, dass der Innendurchmesser der Endausnehmung und der Außendurchmesser des Endbereichs des Rotationskörpers derart ausgelegt werden können, dass sich sehr kleine Spaltweiten ergeben. Dadurch wird zuverlässig der Eintrag von Schweißmaterial in die Schultereinrichtung unabhängig von den sich durch einen Schweißvorgang einstellenden Temperaturen vermieden. Weiterhin weist die Rührreibschweiß-Vorrichtung eine verbesserte Betriebssicherheit auf, da ein Reiben des Rotationskörpers an der Innenfläche der Endausnehmung durch die Einstellung des Durchmessers der Endausnehmung mittels der Temperaturregelung vermieden wird.Accordingly, a friction stir welding device is specified with a control device. The control device has a first and a second input. The first input forms an interface for receiving a rotational body temperature signal representing a temperature of an end region of a rotational body of the friction stir welding device. The second input forms an interface for receiving an actual temperature signal. The actual temperature signal represents a temperature of a portion of a shoulder device of the friction stir welding apparatus having a recess through which the end portion of the rotation body protrudes. The rotational body temperature signal and the actual temperature signal each form an input signal. The input signals which can be applied to the interfaces form input variables for a regulating function of the regulating device. The control device outputs as an output variable a temperature control signal, which is provided at a first output of the control device. The first output thus forms a further interface of the control device. The temperature setting signal is provided for regulating the actual temperature of the region of the shoulder device surrounding the end recess of the shoulder device. The thus designed control device advantageously allows the regulation of the temperature of the shoulder device and thus an adjustment of a gap width of a gap extending between the end recess and the end region of the rotary body. In particular, an adaptation of an inner diameter of the end recess to the outer diameter of the end region of the rotational body is made possible. This offers the advantage that the inner diameter of the end recess and the outer diameter of the end portion of the rotating body can be designed such that result in very small gap widths. As a result, the entry of welding material into the shoulder device is reliably prevented regardless of the temperatures that arise as a result of a welding process. Furthermore, the Rührreibschweiß device has improved reliability, since rubbing of the rotary body is avoided on the inner surface of the Endausnehmung by adjusting the diameter of the Endausnehmung by means of the temperature control.

Die Rührreibschweiß-Vorrichtung eignet sich weiterhin vorteilhaft zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Die für das Verfahrens offenbarten Aspekte und Vorteile gelten somit in analoger Weise auch für die Rührreibschweiß-Vorrichtung und umgekehrt.The friction stir welding apparatus is also advantageously suitable for carrying out the method described above. The aspects and advantages disclosed for the method thus also apply analogously to the friction stir welding device and vice versa.

Mittels des an dem ersten Ausgang der Regelungseinrichtung bereitgestellten Temperaturstellsignals kann beispielsweise eine an den ersten Ausgang koppelbare Heiz- oder eine Kühleinrichtung oder eine kombinierte Heiz-Kühleinrichtung betätigt werden.By means of the temperature control signal provided at the first output of the control device, for example, a heating or a cooling device or a combined heating and cooling device which can be coupled to the first output can be actuated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Rührreibschweiß-Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung einen zum Erzeugen des Temperaturstellsignals ausgebildeten Prozessor und einen durch diesen auslesbaren Speicher aufweist, auf welchem die Regelungsfunktion gespeichert ist. Der Speicher kann insbesondere als der oben beschriebene nicht-flüchtige computerlesbare Speicher ausgebildet sein. Der Prozessor bildet ein Rechenwerk. Die Gestaltung der Regelungseinrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor bietet den Vorteil, dass die Regelungsfunktion auf einfache Weise als Software realisiert werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der Regelungsfunktion an verschiedene Randbedingungen durch Programmierung.According to an advantageous embodiment of the friction stir welding device, it is provided that the control device has a processor designed to generate the temperature control signal and a memory which can be read by the latter and on which the control function is stored. The memory may in particular be designed as the non-volatile computer-readable memory described above. The processor forms an arithmetic unit. The design of the control device with a memory and a processor offers the advantage that the control function can be implemented in a simple manner as software. This allows a simple adaptation of the control function to different boundary conditions by programming.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung Rührreibschweiß-Vorrichtung weist die Schultereinrichtung einen Basiskörper auf, in welchem die Endausnehmung der Schultereinrichtung ausgebildet ist. Die Schultereinrichtung weist demnach einen Formkörper, z. B. einen Block oder dergleichen, als Basiskörper auf. Auf diese Weise wird die Schultereinrichtung mit einer minimalen Anzahl an Komponenten ausgebildet.According to a further advantageous refinement friction stir welding device, the shoulder device has a base body, in which the end recess of the shoulder device is formed. The shoulder device accordingly has a shaped body, for. As a block or the like, as a base body. In this way, the shoulder device is formed with a minimum number of components.

Alternativ hierzu kann die Schultereinrichtung einen Basiskörper, in welchem eine Basiskörperausnehmung ausgebildet ist, und eine an diesen gekoppelte Endscheibe, in welcher die Endausnehmung der Schultereinrichtung ausgebildet ist, aufweisen. Demnach ist zusätzlich zu dem eine erste Ausnehmung aufweisenden Basiskörper eine eine zweite Ausnehmung aufweisende Endscheibe vorgesehen. Die Ausnehmung der Endscheibe bildet hierbei die Endausnehmung der Schultereinrichtung. Die die Spaltweite definierende Endausnehmung ist hierbei in einem von dem Basiskörper separaten Teil ausgebildet. Damit kann die Energiemenge, welche zur Einstellung der Spaltweite mittels Temperaturregelung notwendig ist, verringert werden, da lediglich die Endscheibe erwärmt oder gekühlt werden muss.Alternatively, the shoulder device may comprise a base body, in which a base body recess is formed, and an end disk coupled thereto, in which the end recess of the shoulder device is formed. Accordingly, a second recess having end plate is provided in addition to the first recess having a base body. The recess of the end plate in this case forms the end recess of the shoulder device. In this case, the end recess defining the gap width is in a separate part from the base body educated. Thus, the amount of energy that is necessary to adjust the gap width by means of temperature control, can be reduced because only the end plate has to be heated or cooled.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Rührreibschweiß-System mit einer Rührreibschweiß-Vorrichtung nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen und mit einer an den ersten Ausgang der Regelungseinrichtung gekoppelten Heizeinrichtung zum Einstellen der Ist-Temperatur des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung vorgesehen.According to a further aspect of the invention, a friction stir welding system is provided with a friction stir welding apparatus according to one of the embodiments described above and with a heater coupled to the first output of the control means for adjusting the actual temperature of the region surrounding the end recess of the shoulder means of the shoulder means.

Auf diese Weise kann ein besonders einfach aufgebautes Rührreibschweiß-System realisiert werden. Insbesondere ist lediglich eine Heizeinrichtung vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass die Spaltweite sehr klein dimensioniert und mittels der Heizeinrichtung bei einem sich während des Schweißprozesses erwärmenden Rotationskörpers annähernd konstant gehalten werden kann. Weiterhin wird hierdurch eine einfacher Aufbau der Regelungsfunktion ermöglicht.In this way, a particularly simple constructed Rührreibschweiß system can be realized. In particular, only one heating device is provided. This offers the advantage that the gap width can be made very small and can be kept approximately constant by means of the heating device in the case of a rotating body which heats up during the welding process. Furthermore, this allows a simple structure of the control function.

Bevorzugt ist die Heizeinrichtung als ein die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebender elektrischer Leiter ausgeführt. Demnach wird die Heizeinrichtung in die Rührreibschweiß-Vorrichtung integriert. Auf diese Weise kann einerseits ein sehr verlustarmes Erwärmen des die Endausnehmung der Schultereinrichtung umgebenden Bereichs erfolgen. Weiterhin bietet eine derartige Gestaltung den Vorteil, dass möglicherweise in den Spalt eingedrungenes Schweißmaterial mittels der Heizvorrichtung in einfacher Weise aus dem Spalt ausgeschmolzen werden kann.The heating device is preferably designed as an electrical conductor surrounding the end recess of the shoulder device. Accordingly, the heater is integrated into the friction stir welding device. In this way, on the one hand, a very low-loss heating of the area surrounding the end recess of the shoulder device can take place. Furthermore, such a design offers the advantage that possibly penetrated into the gap welding material can be easily emptied out of the gap by means of the heater.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Rührreibschweiß-System zusätzlich eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Schultereinrichtung in dem die Endausnehmung umgebende Bereich auf. Die Regelungseinrichtung weist zusätzlich einen zweiten Ausgang auf, welcher dazu ausgebildet ist, ein aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals und des Ist-Temperatursignals durch die Regelungsfunktion vorgegebenes Kühlsignal als Ausgangssignal bereitzustellen. Weiterhin ist die Kühlvorrichtung an den zweiten Ausgang der Regelungseinrichtung gekoppelt. Diese Gestaltung ermöglicht vorteilhaft insbesondere ein Verkleinern des Innendurchmessers der Endausnehmung der Schultereinrichtung. Damit kann ein Eindringen von Schweißmaterial in den Spalt in flexibler Weise für sich ändernde Schweißbedingungen zuverlässig vermieden werden.According to a further advantageous embodiment, the friction stir welding system additionally has a cooling device for cooling the shoulder device in the area surrounding the end recess. The control device additionally has a second output which is designed to provide a cooling signal predetermined by the control function on the basis of the rotational body temperature signal and the actual temperature signal as an output signal. Furthermore, the cooling device is coupled to the second output of the control device. This configuration advantageously makes it possible, in particular, to reduce the inside diameter of the end recess of the shoulder device. Thus, penetration of welding material into the gap can be reliably avoided in a flexible manner for changing welding conditions.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Rührreibschweiß-Systems ist vorgesehen, dass die Rührreibschweiß-Vorrichtung einen an den ersten Eingang der Regelungseinrichtung gekoppelten ersten Temperatursensor aufweist. Der erste Temperatursensor ist demnach der Rührreibschweiß-Vorrichtung sowohl funktional als auch strukturell zugeordnet. Damit wird vorteilhaft ein zuverlässige und kontinuierliche Erfassung der Rotationskörpertemperatur ermöglicht.According to a further embodiment of the friction stir welding system, it is provided that the friction stir welding device has a first temperature sensor coupled to the first input of the control device. Accordingly, the first temperature sensor is assigned to the friction stir welding device both functionally and structurally. This advantageously enables a reliable and continuous detection of the rotational body temperature.

Bevorzugt ist der erste Temperatursensor als ein Pyrometer ausgeführt, wobei der Rotationskörper eine sich von dessen ersten Endbereich aus entlang der Längsachse des Rotationskörpers bis zu dem zweiten Endbereich des Rotationskörpers erstreckende Längsausnehmung aufweist und ein Detektor des Pyrometers der Ausnehmung zugewandt angeordnet ist. Die Längsausnehmung ist insbesondere als ein an dem zweiten Endbereich endender Zugangskanal zum Erfassen von Wärmestrahlung, welche von dem zweiten Endbereich des Rotationskörpers emittiert wird, ausgebildet. Das Pyrometer ermöglicht vorteilhaft eine berührungslose Temperaturmessung an dem im Betrieb der Rührreibschweiß-Vorrichtung rotierenden Rotationskörper. Durch die Längsausnehmung wird weiterhin der Vorteil erzielt, dass die Temperatur der zweiten Endbereichs des Rotationskörpers auch dann zuverlässig erfassbar ist, wenn der zweite Endbereich im Betriebszustand der Rührreibschweiß-Vorrichtung zwischen zu verbindende Bauteilen angeordnet ist.Preferably, the first temperature sensor is designed as a pyrometer, wherein the rotational body has a longitudinal recess extending from the first end region along the longitudinal axis of the rotational body to the second end region of the rotational body and a detector of the pyrometer faces the recess. The longitudinal recess is in particular formed as an access channel ending at the second end region for detecting heat radiation emitted by the second end region of the rotary body. The pyrometer advantageously allows non-contact temperature measurement on the rotating body rotating during operation of the friction stir welding device. The longitudinal recess further achieves the advantage that the temperature of the second end region of the rotation body can be reliably detected even when the second end region is arranged in the operating state of the friction stir welding device between components to be connected.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Rührreibschweiß-System zusätzlich eine kinematisch an die Rührreibschweiß-Vorrichtung gekoppelte erste Bewegungsvorrichtung auf, mittels derer die Rührreibschweiß-Vorrichtung bewegbar ist. Die Bewegungsvorrichtung kann insbesondere als ein Manipulator eines Roboters, als eine Linearaktuatorsystem oder dergleichen ausgeführt sein. Bevorzugt ermöglicht die Bewegungsvorrichtung eine Bewegbarkeit der Rührreibschweiß-Vorrichtung in drei Raumrichtungen. Besonders bevorzugt ermöglicht die Bewegungsvorrichtung auch Kipp- oder Schwenkbewegungen der Rührreibschweiß-Vorrichtung in Bezug auf die Längsachse des Rotationskörpers.According to a further advantageous development, the friction stir welding system additionally has a kinematically coupled to the friction stir welding device first movement device by means of which the friction stir welding device is movable. The movement device may in particular be designed as a manipulator of a robot, as a linear actuator system or the like. Preferably, the movement device allows mobility of the friction stir welding device in three spatial directions. Particularly preferably, the movement device also allows tilting or pivoting movements of the friction stir welding device with respect to the longitudinal axis of the rotation body.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch eine kinematisch an die Kühlvorrichtung gekoppelte zweite Bewegungsvorrichtung, mittels derer die Kühlvorrichtung bewegbar ist, vorgesehen sein. Die zweite Bewegungsvorrichtung kann ebenfalls als ein Manipulator eines Roboters, als eine Linearaktuatorsystem oder dergleichen ausgeführt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Bewegungsvorrichtung derart ausgeführt ist, dass die Kühlvorrichtung mit der Rührreibschweiß-Vorrichtung mitbewegbar bzw. dieser nachführbar ist. Damit wird vorteilhaft eine Kühlung der Schultereinrichtung der Rührreibschweißvorrichtung mittels einer von dieser separaten Kühlvorrichtung ermöglicht.Alternatively or additionally, a kinematically coupled to the cooling device second movement device, by means of which the cooling device is movable, can be provided. The second movement device may also be implemented as a manipulator of a robot, as a linear actuator system or the like. In particular, it can be provided that the second movement device is designed such that the cooling device with the friction stir welding device mitbewegbar or this is trackable. This is advantageous for cooling the shoulder device of Friction friction welding device by means of a separate cooling device allows this.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „entlang” einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner 45 Grad, bevorzugt kleiner 30 Grad und insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen.With respect to direction indications and axes, in particular to directions and axes which relate to the course of physical structures, herein is understood to mean a course of an axis, a direction or a structure "along" another axis, direction or structure, that these, in particular the tangents resulting in a respective position of the structures each extend at an angle of less than 45 degrees, preferably less than 30 degrees, and particularly preferably parallel to one another.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „quer” zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.With respect to directional indications and axes, and in particular to directional data and axes concerning the course of physical structures, herein a progression of an axis, a direction or a structure is understood to be "transverse" to another axis, direction or structure, that In particular, the tangents resulting in a respective position of the structures each extend at an angle of greater than or equal to 45 degrees, preferably greater than or equal to 60 degrees, and particularly preferably perpendicular to one another.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:In the following the invention will be explained with reference to the figures of the drawings. From the figures show:

1 eine schematische Ansicht eines Rührreibschweiß-Systems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic view of a friction stir welding system according to a preferred embodiment of the present invention;

2 eine Detailansicht des durch den Buchstaben Z gekennzeichneten Bereichs einer in der 1 gezeigten Rührreibschweiß-Vorrichtung des Rührreibschweiß-Systems; 2 a detailed view of the area marked by the letter Z in the 1 shown Rührreibschweiß device of Rührreibschweiß system;

3 eine schematische Ansicht eines Rührreibschweiß-Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic view of a friction stir welding system according to another embodiment of the present invention;

4 eine Detailansicht des durch den Buchstaben X gekennzeichneten Bereichs der in der 3 gezeigten Rührreibschweiß-Vorrichtung des Rührreibschweiß-Systems; 4 a detailed view of the area marked by the letter X in the 3 shown Rührreibschweiß device of Rührreibschweiß system;

5 eine schematische Ansicht eines Rührreibschweiß-Systems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic view of a friction stir welding system according to another embodiment of the present invention;

6 eine Schnittansicht eines Rotationskörpers einer Rührreibschweiß-Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 6 a sectional view of a rotary body of a Rührreibschweiß apparatus according to another embodiment of the present invention; and

7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung als Ablaufdiagramm. 7 a schematic representation of an embodiment of a method according to the invention for operating a Rührreibschweiß device as a flowchart.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.

1 zeigt beispielhaft ein Rührreibschweißsystem 100 mit einer Rührreibschweiß-Vorrichtung 1, einer Heizeinrichtung 50 und einer optional vorgesehenen ersten Bewegungsvorrichtung 71. 1 shows an example of a friction stir welding system 100 with a friction stir welding device 1 , a heating device 50 and an optionally provided first movement device 71 ,

Die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 weist einen Rotationskörper 10, eine Schultereinrichtung 30 sowie eine Regelungseinrichtung 40. In 1 ist weiterhin eine optional als Teil der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 vorgesehene Antriebseinrichtung 20 gezeigt.The friction stir welding device 1 has a body of revolution 10 , a shoulder device 30 and a control device 40 , In 1 is also an optional part of the friction stir welding device 1 provided drive device 20 shown.

Der Rotationskörper 10 ist als ein sich entlang einer Längsachse L10 erstreckender länglicher Körper ausgebildet, welcher um die Längsachse L10 rotierbar ist, wie in 1 schematisch durch den Pfeil P10 angedeutet ist. Insbesondere bildete die Längsachse L10 eine Mittelachse des Rotationskörpers 10 aus. Bevorzugt ist der Rotationskörper 10 als ein zylindrischer Körper ausgeführt. Der Rotationskörper 10 ist an einem ersten Endbereich 11 an die Antriebseinrichtung 20 koppelbar. In 1 ist der Rotationskörper 20 beispielhaft als an die Antriebseinrichtung 20 gekoppelt dargestellt. Ein in Bezug auf die Längsachse L10 entgegengesetzt zu dem ersten Endbereich 11 gelegener zweiter Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 ist zur Kontaktierung mit mittels der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 zu verbindender Bauteile vorgesehen. Der zweite Endbereich 12 kann insbesondere eine gegenüber einem sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich 11, 12 erstreckenden Hauptbereich 14 einen verringerten Durchmesser aufweisen, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist.The rotation body 10 is formed as an elongate body extending along a longitudinal axis L10 which is rotatable about the longitudinal axis L10, as in FIG 1 is indicated schematically by the arrow P10. In particular, the longitudinal axis L10 formed a central axis of the rotational body 10 out. The rotational body is preferred 10 designed as a cylindrical body. The rotation body 10 is at a first end area 11 to the drive device 20 coupled. In 1 is the rotation body 20 by way of example as to the drive device 20 shown coupled. A with respect to the longitudinal axis L10 opposite to the first end portion 11 located second end area 12 of the rotational body 10 is to contact with by means of Rührreibschweiß device 1 provided for connecting components. The second end area 12 In particular, one may be opposite one between the first and second end regions 11 . 12 extending main area 14 have a reduced diameter, as in 1 is shown by way of example.

Die Schultereinrichtung 30 der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 weist eine Endausnehmung 31 auf, durch welche der zweite Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 hindurchragt. In 1 ist die Schultereinrichtung 30 beispielhaft als mit einem Basiskörper 33, in welchem die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 ausgebildet ist, ausgeführt dargestellt. Wie 1 zeigt, kann der Basiskörper 33 insbesondere als ein hülsenförmiger Körper ausgebildet sein, welcher eine Umfangswandung 33A und eine sich quer zu dieser erstreckende Stirnwandung 33B aufweist. Die Endausnehmung 31 ist hierbei in der Stirnwandung 33B ausgebildet und erstreckt sich zwischen einer ersten Oberfläche 33a und einer entgegengesetzt zu dieser orientierten zweiten Oberfläche 33b der Stirnwandung 33B. Dies ist insbesondere aus 2 ersichtlich. Die zweite Oberfläche 33b der Stirnwandung 33B kann insbesondere zur Anlage an mittels der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 zu verbindende Bauteile (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Der zweite Endbereich 12 des Rotationskörpers 12 ragt durch die Endausnehmung 31 hindurch und springt über die Schultereinrichtung 30, insbesondere über die zweite Oberfläche 33a der Stirnwandung 33B desselben, vor.The shoulder device 30 the friction stir welding device 1 has an end recess 31 on, through which the second end portion 12 of the rotational body 10 protrudes. In 1 is the shoulder device 30 by way of example as having a base body 33 in which the end recess 31 the shoulder device 30 is formed, shown running. As 1 shows, the base body 33 in particular be designed as a sleeve-shaped body having a peripheral wall 33A and a transversely extending to this end wall 33B having. The end recess 31 is here in the end wall 33B formed and extends between a first surface 33a and an opposite to this oriented second surface 33b the front wall 33B , This is especially out 2 seen. The second surface 33b the front wall 33B especially for Plant on by means of Rührreibschweiß device 1 be provided to be connected components (not shown). The second end area 12 of the rotational body 12 protrudes through the end recess 31 through and jump over the shoulder device 30 , in particular over the second surface 33a the front wall 33B same, before.

Wie in 2 dargestellt ist, erstreckt sich zwischen dem zweiten Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 und der Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 ein Spalt 32. Dieser weist eine Spaltweite w32 auf, welche sich aus einer Differenz eines Innendurchmessers d31 der Endausnehmung 31 und eines Außendurchmessers d12 des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 ergibt. Bei einer nicht-konzentrischen Anordnung des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 in Bezug auf eine Mittelachse der Endausnehmung 31, kann die Spaltweite w32 insbesondere durch einen kleinsten Abstand zwischen dem zweiten Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 und der Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 definiert sein.As in 2 is shown extending between the second end portion 12 of the rotational body 10 and the end recess 31 the shoulder device 30 A gap 32 , This has a gap width w32, which consists of a difference of an inner diameter d31 of the Endausnehmung 31 and an outer diameter d12 of the second end portion 12 of the rotational body 10 results. In a non-concentric arrangement of the second end region 12 of the rotational body 10 with respect to a central axis of the end recess 31 , the gap width w32 can in particular by a smallest distance between the second end portion 12 of the rotational body 10 and the end recess 31 the shoulder device 30 be defined.

1 zeigt weiterhin beispielhaft eine mögliche Anordnung des Rotationskörpers 10, der optionalen Antriebseinrichtung 20 und der Schultereinrichtung 30 in bzw. an einem Gehäuse 25. Das Gehäuse 25 ist hierbei beispielsweise zylindrisch ausgeführt, wobei an einem ersten Gehäuseendabschnitt 26 die Schultereinrichtung 30 und an einem in Bezug auf die Längserstreckung des Gehäuses entgegengesetzt zu dem ersten Gehäuseendabschnitt 26 gelegenen zweiten Gehäuseendabschnitt 27 die Antriebseinrichtung 20 angeordnet ist. Der Rotationskörper 10 erstreckt sich im Inneren des Gehäuses 25, wobei der zweite Endbereich 12 des Rotationskörpers 12 durch die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 hindurch ragt. 1 zeigt beispielhaft eine mögliche Fixierung der Schultereinrichtung 30 an dem Gehäuse 25. Hierbei weist die Schultereinrichtung 30, insbesondere die Umfangswandung 33A des Basiskörpers 33, ein Innengewinde auf, welches mit einem an dem ersten Gehäuseendabschnitt 26 ausgebildeten Außengewinde verschraubt ist. 1 further shows an example of a possible arrangement of the rotating body 10 , the optional drive device 20 and the shoulder device 30 in or on a housing 25 , The housing 25 Here, for example, is cylindrical, wherein at a first housing end portion 26 the shoulder device 30 and at one with respect to the longitudinal extent of the housing opposite to the first housing end portion 26 located second housing end portion 27 the drive device 20 is arranged. The rotation body 10 extends inside the case 25 , wherein the second end portion 12 of the rotational body 12 through the end recess 31 the shoulder device 30 protrudes through. 1 shows an example of a possible fixation of the shoulder device 30 on the housing 25 , In this case, the shoulder device 30 , in particular the peripheral wall 33A of the base body 33 , an internal thread, which with one at the first housing end portion 26 trained external thread is screwed.

Wie 1 beispielhaft zeigt, weist die Regelungseinrichtung 40 einen ersten Eingang 41, einen zweiten Eingang 43, einen ersten Ausgang 42 sowie eine Regelungsfunktion F40 auf. Wie in 1 weiterhin gezeigt ist, kann die Regelungseinrichtung 40 insbesondere mit einem Prozessor 45 und einem durch diesen auslesbaren Speicher 46 ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Regelungsfunktion F40 auf dem Speicher 46 gespeichert, beispielsweise als Softwareprogramm.As 1 shows by way of example, the control device 40 a first entrance 41 , a second entrance 43 , a first exit 42 and a control function F40. As in 1 is further shown, the control device 40 especially with a processor 45 and a memory readable by this 46 be educated. Preferably, the control function F40 is on the memory 46 saved, for example as a software program.

Der erste Eingang 41 ist dazu ausgebildet, ein eine Rotationskörper-Temperatur repräsentierendes Rotationskörper-Temperatursignal S41 als Eingangssignal zu empfangen. Damit bildet der erste Eingang 41 der Regelungseinrichtung 40 eine erste Schnittstelle der Regelungseinrichtung 40. Der erste Eingang 41 kann insbesondere mit einer ersten Temperaturerfassungseinrichtung, beispielsweise in Form eines ersten Temperatursensors 15, funktional gekoppelt sein. Die erste Temperaturerfassungseinrichtung ist zur Erfassung der Temperatur des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 ausgebildet und insofern funktional diesem zugeordnet. In 1 ist dies lediglich schematisch dargestellt, in dem der erste Temperatursensor 15 im Bereich des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 eingezeichnet ist. Die tatsächliche Anordnung des ersten Temperatursensors 15 kann im Bereich des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 realisiert sein. 6 zeigt eine hierzu alternative, bevorzugte Anordnung des zweiten Temperatursensors 15, die im Folgenden noch genauer beschrieben wird. Die funktionale Kopplung zwischen dem ersten Eingang 41 und der ersten Temperaturerfassungseinrichtung kann beispielsweise mittels einer elektrischen Verdrahtung oder drahtlos mittels einer Datenübertragungsverbindung, bei welcher die Temperaturerfassungseinrichtung eine Sendeeinheit und der erste Eingang 41 eine Empfangseinheit aufweist, realisiert werden. In 1 ist die funktionale Kopplung schematisch und bespielhaft durch eine Verbindungslinie zwischen dem ersten Temperatursensor 15 und dem ersten Eingang 41 der Regelungseinrichtung 40 dargestellt.The first entrance 41 is configured to receive a rotation body temperature signal representing a rotational body temperature signal S41 as an input signal. This forms the first entrance 41 the control device 40 a first interface of the control device 40 , The first entrance 41 can in particular with a first temperature detection device, for example in the form of a first temperature sensor 15 to be functionally coupled. The first temperature detecting means is for detecting the temperature of the second end portion 12 of the rotational body 10 trained and insofar functionally associated with this. In 1 this is shown only schematically, in which the first temperature sensor 15 in the region of the second end region 12 of the rotational body 10 is drawn. The actual arrangement of the first temperature sensor 15 may be in the range of the second end region 12 of the rotational body 10 be realized. 6 shows an alternative, preferred arrangement of the second temperature sensor 15 , which will be described in more detail below. The functional coupling between the first input 41 and the first temperature detection device may be, for example, by means of an electrical wiring or wirelessly by means of a data transmission connection, wherein the temperature detection device comprises a transmitting unit and the first input 41 a receiving unit has to be realized. In 1 the functional coupling is schematic and exemplified by a connecting line between the first temperature sensor 15 and the first entrance 41 the control device 40 shown.

Der zweite Eingang 43 ist dazu ausgebildet, ein Ist-Temperatursignal S43 als Eingangssignal zu empfangen, wobei das Ist-Temperatursignal S43 eine Ist-Temperatur eines die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 repräsentiert. Damit bildet der zweite Eingang 43 der Regelungseinrichtung 40 eine zweite Schnittstelle der Regelungseinrichtung 40. Der zweite Eingang 43 kann insbesondere mit einer zweiten Temperaturerfassungseinrichtung, beispielsweise in Form eines zweiten Temperatursensors 16, funktional gekoppelt sein. Die zweite Temperaturerfassungseinrichtung ist zur Erfassung der Ist-Temperatur der die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 ausgebildet und insofern funktional diesem zugeordnet. In 1 ist dies lediglich schematisch dargestellt, in dem der zweite Temperatursensor 16 in dem die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereich der Schultereinrichtung 30 eingezeichnet ist. Die tatsächliche Anordnung des zweiten Temperatursensors 16 kann insbesondere in diesem Bereich realisiert sein. Die funktionale Kopplung zwischen dem zweiten Eingang 43 und der zweiten Temperaturerfassungseinrichtung kann beispielsweise mittels einer elektrischen Verdrahtung oder drahtlos mittels einer Datenübertragungsverbindung, bei welcher die Temperaturerfassungseinrichtung eine Sendeeinheit und der zweite Eingang 43 eine Empfangseinheit aufweist, realisiert werden. In 1 ist die funktionale Kopplung schematisch und bespielhaft durch eine Verbindungslinie zwischen dem zweiten Temperatursensor 16 und dem zweiten Eingang 43 der Regelungseinrichtung 40 dargestellt.The second entrance 43 is designed to receive an actual temperature signal S43 as an input signal, wherein the actual temperature signal S43 is an actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 represents. This forms the second entrance 43 the control device 40 a second interface of the control device 40 , The second entrance 43 can in particular with a second temperature detection device, for example in the form of a second temperature sensor 16 to be functionally coupled. The second temperature detection device is for detecting the actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 trained and insofar functionally associated with this. In 1 this is shown only schematically, in which the second temperature sensor 16 in which the end recess 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 is drawn. The actual arrangement of the second temperature sensor 16 can be realized in particular in this area. The functional coupling between the second input 43 and the second temperature detecting device may be, for example, by means of an electrical wiring or wirelessly by means of a data transmission connection, in which the Temperature detection device, a transmitting unit and the second input 43 a receiving unit has to be realized. In 1 is the functional coupling schematically and exemplarily by a connecting line between the second temperature sensor 16 and the second entrance 43 the control device 40 shown.

Der erste Ausgang 42 der Regelungseinrichtung 40 ist dazu ausgebildet, ein Temperaturstellsignal S42 als Ausgangssignal zur Regelung der Ist-Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 bereitzustellen. Das Temperaturstellsignal S42 wird aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals S41 und des Ist-Temperatursignals S43 durch die Regelungsfunktion F40 vorgegeben. Insbesondere kann der erste Ausgang 42 mit der Heizeinrichtung 50 des Rührreibschweiß-Systems 100 gekoppelt sein, wie dies schematisch und beispielhaft in 1 dargestellt ist. Zur Regelung der Ist-Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 kann dabei aufgrund des Temperaturstellsignals S42, beispielsweise aufgrund einer Signalstärke oder eines Signalwerts, insbesondere eine Heizleistung der Heizeinrichtung 50 eingestellt werden. Die funktionale Kopplung zwischen dem ersten Ausgang 42 und der Heizeinrichtung 50 oder generell einer funktional der Schultereinrichtung 30 zugeordneten Temperatur-Einstelleinrichtung kann beispielsweise mittels einer elektrischen Verdrahtung oder drahtlos mittels einer Datenübertragungsverbindung, bei welcher die Temperatur-Einstelleinrichtung eine Empfangseinheit und der erste Ausgang 42 eine Sendeeinheit aufweist, realisiert werden. In 1 ist die funktionale Kopplung schematisch und bespielhaft durch eine Verbindungslinie zwischen der Heizreinrichtung 50 und dem ersten Ausgang 42 der Regelungseinrichtung 40 dargestellt.The first exit 42 the control device 40 is adapted to a temperature control signal S42 as an output signal for controlling the actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 provide. The temperature control signal S42 is given by the control function F40 on the basis of the rotational body temperature signal S41 and the actual temperature signal S43. In particular, the first output 42 with the heater 50 of the friction stir welding system 100 be coupled as schematically and exemplarily in 1 is shown. To control the actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 may be due to the temperature control signal S42, for example, due to a signal strength or a signal value, in particular a heating power of the heater 50 be set. The functional coupling between the first output 42 and the heater 50 or generally a functional of the shoulder device 30 associated temperature adjusting device, for example, by means of an electrical wiring or wirelessly by means of a data transmission connection, wherein the temperature-adjusting a receiving unit and the first output 42 a transmitting unit, be realized. In 1 the functional coupling is schematic and exemplified by a connecting line between the heating device 50 and the first exit 42 the control device 40 shown.

Der bevorzugt vorgesehene Prozessor 45 ist insbesondere zum Erzeugen des Temperaturstellsignals S42 ausgebildet. Selbstverständlich können mit dem Prozessor 45 auch sämtliche weitere hierin beschriebene Ausgangssignale der Regelungseinrichtung 40 erzeugt werden. Weiterhin ist der Prozessor 45 auch zur Verarbeitung der an den Eingängen 41, 43 empfangbaren Signale S41, S43 ausgelgegt.The preferred processor provided 45 is formed in particular for generating the temperature control signal S42. Of course, with the processor 45 also all other output signals of the control device described herein 40 be generated. Furthermore, the processor 45 also for processing at the entrances 41 . 43 receivable signals S41, S43 blanked.

Die Heizeinrichtung 50 des Rührreibschweiß-System 100 ist an den ersten Ausgang 42 der Regelungseinrichtung 40 gekoppelt, wie dies schematisch in 1 gezeigt ist. Die Heizeinrichtung 50 ist zum Einstellen der Ist-Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 vorgesehen. Insbesondere wird durch eine Betätigung der Heizeinrichtung 50, beispielsweise aufgrund eines von dem ersten Ausgang 42 der Regelungseinrichtung 40 empfangenen Temperaturstellsignals S42, eine Aufweitung des Innendurchmessers d31 der Innenausnehmung 31 erzielt.The heater 50 the friction stir welding system 100 is at the first exit 42 the control device 40 coupled, as shown schematically in 1 is shown. The heater 50 is for adjusting the actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 intended. In particular, by an actuation of the heater 50 for example due to one of the first output 42 the control device 40 received temperature control signal S42, a widening of the inner diameter d31 of the inner recess 31 achieved.

Bei dem in 1 beispielhaft gezeigten Rührreibschweiß-System 100 weist die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 die Heizeinrichtung 50 auf. Insbesondere kann die Heizeinrichtung 50 als ein die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebender elektrischer Leiter ausgeführt sein. Der elektrische Leiter kann, wie in 1 beispielhaft gezeigt, in den Querschnitt der Schultereinrichtung 30, in 1 insbesondere in den Querschnitt der Stirnwandung 33B, integriert sein. Auch ist denkbar, dass der elektrische Leiter an der die Endausnehmung 31 definierenden Innenoberfläche 31a angeordnet ist (nicht gezeigt).At the in 1 friction stir welding system shown as an example 100 has the friction stir welding device 1 the heater 50 on. In particular, the heating device 50 as a the end recess 31 the shoulder device 30 be executed surrounding electrical conductor. The electrical conductor can, as in 1 shown by way of example in the cross section of the shoulder device 30 , in 1 in particular in the cross section of the end wall 33B be integrated. It is also conceivable that the electrical conductor at the end of the recess 31 defining inner surface 31a is arranged (not shown).

Die in 1 schematisch dargestellte erste Bewegungsvorrichtung 71 ist kinematisch an die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 gekoppelt. In 1 ist dies lediglich beispielhaft durch eine Kopplung an die Antriebseinrichtung 20 dargestellt. Selbstverständlich kann eine Kopplung der ersten Bewegungsvorrichtung 71 mit der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 auch über andere Komponenten der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 realisiert werden, wie beispielsweise das Gehäuse 25. In 1 ist die erste Bewegungsvorrichtung 71 beispielhaft als ein Manipulator mit mehreren Armen 71A, 71B, 71C dargestellt.In the 1 schematically illustrated first movement device 71 is kinematically to the friction stir welding device 1 coupled. In 1 this is only an example by a coupling to the drive device 20 shown. Of course, a coupling of the first movement device 71 with the friction stir welding device 1 also about other components of the friction stir welding device 1 be realized, such as the housing 25 , In 1 is the first movement device 71 by way of example as a manipulator with several arms 71A . 71B . 71C shown.

Das in den 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel des Rührreibschweiß-Systems 100 unterscheidet sich von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Gestaltung der Schultereinrichtung 30. Wie in 3 gezeigt ist, weist die Schultereinrichtung 30 hierbei den Basiskörper 33 und zusätzlich eine Endscheibe 35 auf. Im Unterschied zu der in den 1 und 2 gezeigten Schultereinrichtung 30 ist bei der in den 3 und 4 gezeigten Schultereinrichtung 30 die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 in der Endscheibe 35 ausgebildet. Der Basiskörper 33 weist eine Basiskörperausnehmung 34 auf. Hierbei ragt der zweite Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 sowohl durch die Basiskörperausnehmung 34 als auch durch die in der Endscheibe 35 ausgebildete Endausnehmung 31 hindurch. Wie insbesondere in 4 gezeigt ist, weist die Basiskörperausnehmung 34 einen Innendurchmesser d34 auf, welcher bevorzugt größer ist als der Innendurchmesser d31 der Endausnehmung 31. Die Endscheibe 35 ist mechanisch an den Basiskörper 33 gekoppelt und dadurch an diesem ortsfest fixiert. Beispielsweise können der Basiskörper 33 und die Endscheibe 35 verklebt, verschweißt, verschraubt, vernietet, verrastet oder auf ähnliche Weise aneinander fixiert sein. Wie in 3 dargestellt, kann die Endscheibe 35 insbesondere als eine ebene Scheibe ausgebildet sein, welche mit einer ersten Oberfläche 35a an der zweiten Oberfläche 33b der Stirnwandung 33B des Basiskörpers 33 anliegt. Weiterhin kann hierbei vorgesehen sein, dass die Endscheibe 35 eine in etwa gleich große flächige Erstreckung aufweist wie die Stirnwandung 33B des Basiskörpers 33, wie dies beispielhaft in 3 dargestellt ist. Eine entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 35a orientierte zweite Oberfläche 35b der Endscheibe 35 kann insbesondere zur Anlage an mittels der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 zu verbindende Bauteile (nicht dargestellt) vorgesehen sein.That in the 3 and 4 shown embodiment of the friction stir welding system 100 is different from the one in the 1 and 2 shown embodiment only by the design of the shoulder device 30 , As in 3 is shown, the shoulder means 30 here the base body 33 and in addition an end plate 35 on. Unlike in the 1 and 2 shown shoulder device 30 is in the in the 3 and 4 shown shoulder device 30 the end recess 31 the shoulder device 30 in the end disk 35 educated. The base body 33 has a base body recess 34 on. Here, the second end region protrudes 12 of the rotational body 10 both through the base body recess 34 as well as through the end disc 35 trained end recess 31 therethrough. As in particular in 4 is shown, the base body recess 34 an inner diameter d34, which is preferably larger than the inner diameter d31 of the end recess 31 , The end disc 35 is mechanical to the base body 33 coupled and thereby fixed to this stationary. For example, the base body 33 and the end disc 35 glued, welded, screwed, riveted, locked or similarly fixed to each other. As in 3 shown, the end plate can 35 in particular be formed as a flat disc, which with a first surface 35a on the second surface 33b the front wall 33B of the base body 33 is applied. Furthermore, it can be provided that the end plate 35 has a roughly equal areal extent as the end wall 33B of the base body 33 as exemplified in 3 is shown. One opposite to the first surface 35a oriented second surface 35b the end plate 35 can in particular to invest in means of Rührreibschweiß device 1 be provided to be connected components (not shown).

Wie in 3 weiterhin gezeigt ist, kann die Heizeinrichtung 50 vorteilhaft in den Querschnitt der Endscheibe 35 integriert sein. Insbesondere kann die Heizeinrichtung 50 als ein die in der Endscheibe 35 ausgebildete Endausnehmung 31 umgebender elektrischer Leiter ausgeführt sein.As in 3 Furthermore, the heater can be shown 50 advantageous in the cross section of the end plate 35 be integrated. In particular, the heating device 50 as one in the end disc 35 trained end recess 31 be executed surrounding electrical conductor.

In 5 ist eine weitere vorteilhafte Gestaltung des Rührreibschweiß-Systems 100 gezeigt. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das in 5 gezeigte Rührreibschweiß-System 100 zusätzlich zu der Heizeinrichtung 50 eine Kühlvorrichtung 60 auf. Weiterhin ist in 5 eine ebenfalls optionale zweite Bewegungsvorrichtung 72 dargestellt. Wie in 5 weiterhin gezeigt ist, weist die Regelungseinrichtung 40 zusätzlich einen zweiten Ausgang 44 auf.In 5 is a further advantageous design of the friction stir welding system 100 shown. Unlike the in 1 shown embodiment, the in 5 shown friction stir welding system 100 in addition to the heater 50 a cooling device 60 on. Furthermore, in 5 an optional second movement device 72 shown. As in 5 is further shown, the control device 40 in addition a second exit 44 on.

Die Kühlvorrichtung 60 ist zum Kühlen der Schultereinrichtung 30 in dem die Endausnehmung 31 umgebende Bereich vorgesehen. In 5 ist die Kühleinrichtung 60 beispielhaft und schematisch als eine Konvektionskühlvorrichtung dargestellt, mittels derer zur Kühlung ein Fluidstrom zu der Schultereinrichtung 30, insbesondere zu der Endausnehmung 31, hin transportierbar ist.The cooling device 60 is for cooling the shoulder device 30 in which the end recess 31 surrounding area provided. In 5 is the cooling device 60 by way of example and schematically shown as a convection cooling device, by means of which a fluid flow to the shoulder device for cooling 30 , in particular to the Endausnehmung 31 , is transportable.

Die Kühlvorrichtung 60 ist an den zweiten Ausgang 44 der Regelungseinrichtung 40 gekoppelt. Der zweite Ausgang 44 ist dazu ausgebildet, ein Kühlsignal S44 als Ausgangssignal bereitzustellen. Das Kühlsignal S44 wird aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals S41 und des Ist-Temperatursignals S43 durch die Regelungsfunktion F40 vorgegeben. Grundsätzlich ist der zweite Ausgang 44 zur Kopplung mit der Kühlvorrichtung 60 des Rührreibschweiß-Systems 100 vorgesehen. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 als Teil des Rührreibschweiß-Systems dargestellt ist, ist der zweite Ausgang 44 an die Kühlvorrichtung 60 gekoppelt. Zur Regelung der Ist-Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 kann dabei aufgrund des Kühlsignals S44, beispielsweise aufgrund einer Signalstärke oder eines Signalwerts, insbesondere eine Kühlleistung der Kühlvorrichtung 60 eingestellt werden. Die funktionale Kopplung zwischen dem zweiten Ausgang 44 und der Kühlvorrichtung 60 kann beispielsweise mittels einer elektrischen Verdrahtung oder drahtlos mittels einer Datenübertragungsverbindung, bei welcher die Kühlvorrichtung 60 eine Empfangseinheit und der zweite Ausgang 44 eine Sendeeinheit aufweist, realisiert werden. In 5 ist die funktionale Kopplung schematisch und bespielhaft durch eine Verbindungslinie zwischen der Kühlvorrichtung 60 und dem zweiten Ausgang 44 der Regelungseinrichtung 40 dargestellt.The cooling device 60 is at the second exit 44 the control device 40 coupled. The second exit 44 is configured to provide a cooling signal S44 as an output signal. The cooling signal S44 is predetermined by the control function F40 on the basis of the rotational body temperature signal S41 and the actual temperature signal S43. Basically, the second exit 44 for coupling with the cooling device 60 of the friction stir welding system 100 intended. In the embodiment shown in the figures, in which the friction stir welding device 1 shown as part of the friction stir welding system is the second output 44 to the cooling device 60 coupled. To control the actual temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 can due to the cooling signal S44, for example due to a signal strength or a signal value, in particular a cooling capacity of the cooling device 60 be set. The functional coupling between the second output 44 and the cooling device 60 For example, by means of an electrical wiring or wirelessly by means of a data transmission connection, in which the cooling device 60 a receiving unit and the second output 44 a transmitting unit, be realized. In 5 the functional coupling is schematic and exemplified by a connecting line between the cooling device 60 and the second exit 44 the control device 40 shown.

Die in 5 schematisch dargestellte zweite Bewegungsvorrichtung 72 ist kinematisch an die Kühlvorrichtung 60 gekoppelt. In 5 ist die zweite Bewegungsvorrichtung 72 beispielhaft als ein Manipulator mit mehreren Armen 72A, 72B, 72C dargestellt. Die zweite Bewegungsvorrichtung 72 kann insbesondere derart funktional an die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 gekoppelt sein, dass die zweite Bewegungsvorrichtung 72 die Kühlvorrichtung 60 einer Bewegung der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 entsprechend nachführt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen der Kühlvorrichtung 60 und der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1, insbesondere der Schultereinrichtung 30 der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1, konstant gehalten wird.In the 5 schematically illustrated second movement device 72 is kinematically to the cooling device 60 coupled. In 5 is the second movement device 72 by way of example as a manipulator with several arms 72A . 72B . 72C shown. The second movement device 72 in particular, can be so functionally connected to the friction stir welding device 1 be coupled, that the second movement device 72 the cooling device 60 a movement of the friction stir welding device 1 nachnach accordingly. For example, it can be provided that a distance between the cooling device 60 and the friction stir welding device 1 , in particular the shoulder device 30 the friction stir welding device 1 , is kept constant.

In 6 ist beispielhaft und schematisch eine vorteilhafte Integration des ersten Temperatursensors 15 in die Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 gezeigt. Dabei ist der erste Temperatursensor 15 als ein Pyrometer ausgeführt. Der in 6 im Schnitt dargestellte Rotationskörper 10 weist hierbei bevorzugt eine sich von dem ersten Endbereich 11 des Rotationskörpers 10 aus entlang der Längsachse L10 des Rotationskörpers 10 bis zu dem zweiten Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 erstreckende Längsausnehmung 13 auf. Das Pyrometer weist einen Detektor 15A zum Empfang von durch den zweiten Endbereich 12 des Rotationskörpers 10 emittierter Wärmestrahlung auf. Wie in 6 gezeigt, ist der Detektor 15A des Pyrometers der Ausnehmung 13 zugewandt orientiert, insbesondere entlang der Längsachse L10. Auf diese Weise kann berührungslos die Rotationskörpertemperatur bestimmt werden.In 6 is exemplary and schematically an advantageous integration of the first temperature sensor 15 in the friction stir welding device 1 shown. Here is the first temperature sensor 15 executed as a pyrometer. The in 6 in section shown rotating body 10 in this case preferably has a from the first end region 11 of the rotational body 10 from along the longitudinal axis L10 of the rotating body 10 to the second end area 12 of the rotational body 10 extending longitudinal recess 13 on. The pyrometer has a detector 15A for receiving through the second end region 12 of the rotational body 10 emitted heat radiation on. As in 6 shown is the detector 15A of the pyrometer of the recess 13 facing oriented, in particular along the longitudinal axis L10. In this way, the rotational body temperature can be determined without contact.

7 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 als ein Ablaufdiagramm. Das Verfahren wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf das vorbeschriebene Rührreibschweiß-System 100 und die vorbeschriebene Rührreibschweiß-Vorrichtung 1 beschrieben. 7 schematically shows a method for operating a friction stir welding device 1 as a flowchart. The method will be described below by way of example with reference to the above-described friction stir welding system 100 and the above-described friction stir welding apparatus 1 described.

Wie in 7 gezeigt, erfolgt zunächst ein Erfassen M1 eines Rotationskörper-Temperaturwerts des Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 der Rührreibschweiß-Vorrichtung 1. Dies kann beispielsweise mittels des ersten Temperatursensors 15 erfolgen. Dieser erzeugt ein die Temperatur des Rotationskörpers 10 repräsentierendes Rotationskörper-Temperatursignal S41, welches an dem ersten Eingang 41 der Regelungseinrichtung 40 empfangen wird. Weiterhin erfolgt ein Erfassen M2 eines Ist-Temperaturwerts des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30. Dies kann beispielsweise mittels des zweiten Temperatursensors 16 erfolgen Dieser erzeugt ein die Temperatur des die Endausnehmung 31 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 repräsentierendes Ist-Temperatursignal S43, welches an dem zweiten Eingang 43 der Regelungseinrichtung 40 empfangen wird.As in 7 1, a detection M1 of a rotational body temperature value of the end portion is first performed 12 of the rotational body 10 the friction stir welding device 1 , This can be done, for example, by means of the first temperature sensor 15 respectively. This produces a temperature of the rotating body 10 representing rotational body Temperature signal S41, which at the first input 41 the control device 40 Will be received. Furthermore, detection M2 of an actual temperature value of the end recess takes place 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 , This can be done, for example, by means of the second temperature sensor 16 This produces a temperature of the end recess 31 surrounding area of the shoulder facility 30 representing actual temperature signal S43, which at the second input 43 the control device 40 Will be received.

Wie in 7 weiterhin gezeigt, erfolgt auf Basis des erfassten Rotationskörper-Temperaturwerts und des erfassten Ist-Temperaturwerts Regeln ein M3 der Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 auf eine von dem Rotationskörper-Temperaturwert abhängige Soll-Temperatur. Hierzu wird mittels der Regelungsfunktion F40 ein Temperaturstellsignal S42 bestimmt und als Ausgangssignal an dem ersten Ausgang 42 der Regelungseinrichtung 40 bereitgestellt. Durch das Temperaturstellsignal S42 wird beispielsweise die Heizeinrichtung 50 an den ersten Ausgang 42 gekoppelte Heizeinrichtung 50 betätigt.As in 7 Furthermore, on the basis of the detected rotational body temperature value and the detected actual temperature value Rules, an M3 of the temperature of the end recess is carried out 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 to a dependent of the rotational body temperature value target temperature. For this purpose, a temperature control signal S42 is determined by means of the control function F40 and as an output signal at the first output 42 the control device 40 provided. By the temperature control signal S42, for example, the heater 50 to the first exit 42 coupled heating device 50 actuated.

Wie in 7 schematisch dargestellt ist, kann das Regeln M3 der Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 ein Heizen M3a, beispielsweise mittels der Heizeinrichtung 50, wie oben beschrieben, oder ein Kühlen M3b, beispielsweise mittels der Kühlvorrichtung 60, des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 umfassen.As in 7 is shown schematically, the rules M3 the temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 a heating M3a, for example by means of the heater 50 as described above, or cooling M3b, for example by means of the cooling device 60 , of the end recess 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 include.

7 zeigt weiterhin schematisch einen bevorzugten Verfahrensablauf hinsichtlich des Regelns M3 der Temperatur des die Endausnehmung 31 der Schultereinrichtung 30 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30. Hierzu erfolgt in einem ersten Schritt M3.1 ein Bestimmen M3.1 eines Ist-Außendurchmesserwerts des zweiten Endbereichs 12 des Rotationskörpers 10 aus dem erfassten Rotationskörper-Temperaturwert mittels einer Außendurchmesserfunktion, welche den Außendurchmesserwert als Funktion des Rotationskörper-Temperaturwerts angibt. Weiterhin erfolgt ein Bestimmen M3.2 eines Ist-Innendurchmesserwerts der Endausnehmung 31 aus dem erfassten Ist-Temperaturwert mittels einer Innendurchmesserfunktion, welche den Innendurchmesserwert der Endausnehmung 31 als Funktion des Ist-Temperaturwerts angibt. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Berechnen M3.3 eines Ist-Spaltweitenwerts des Spalts 32. Anschließend wird in einem weiteren Schritt M3.4 der Ist-Spaltweitenwert mit einem Soll-Spaltweitenwert verglichen. Weiterhin erfolgt ein Bestimmen M3.5 eines Innendurchmesser-Vorgabewerts für den Innendurchmesser d31 derart, dass sich der Soll-Spaltweitenwert ergibt. In einem abschließenden Schritt M3.6 erfolgt dann ein Ermitteln der Soll-Temperatur aus der Innendurchmesserfunktion. 7 further schematically shows a preferred process flow with respect to the regulation M3 of the temperature of the Endausnehmung 31 the shoulder device 30 surrounding area of the shoulder facility 30 , For this purpose, in a first step M3.1, a determination M3.1 of an actual outside diameter value of the second end region takes place 12 of the rotational body 10 from the detected rotational body temperature value by means of an outer diameter function, which indicates the outer diameter value as a function of the rotational body temperature value. Furthermore, a determination is made M3.2 of an actual inner diameter value of the Endausnehmung 31 from the detected actual temperature value by means of an inner diameter function, which the inner diameter value of the Endausnehmung 31 indicates as a function of the actual temperature value. In a further step, M3.3 is calculated of an actual gap width value of the gap 32 , Subsequently, in a further step M3.4, the actual gap width value is compared with a desired gap width value. Furthermore, a determination is made of M3.5 an inner diameter default value for the inner diameter d31 such that the target gap width value results. In a concluding step M3.6, the setpoint temperature is then determined from the inner diameter function.

Alternativ hierzu kann das Regeln M3 der Ist-Temperatur auch lediglich ein Bestimmen M3.7 des Soll-Temperaturwerts des die Endausnehmung 31 umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung 30 als den erfassten Rotationskörper-Temperaturwert umfassen, wie schematisch in 7 gezeigt ist.As an alternative to this, the regulation M3 of the actual temperature may also merely be determining M3.7 of the setpoint temperature value of the end recess 31 surrounding area of the shoulder facility 30 as the detected rotational body temperature value, as shown schematically in FIG 7 is shown.

Allgemein kann ein Nicht-flüchtiger computerlesbarer Speicher 46 vorgesehen sein, welcher ein Programm speichert, das dazu ausgelegt ist, einen Computer zur Ausführung des vorbeschriebenen Verfahrens zu veranlassen. Insbesondere kann die oben beschriebenen Regelungseinrichtung 40 den computerlesbaren Speicher 46 als Speicher aufweisen. Das Programm kann insbesondere durch die Regelungsfunktion F40 gebildet sein. Der Computer kann insbesondere durch den Prozessor 45 der oben beschriebenen Regelungseinrichtung 40 gebildet sein.Generally, a non-volatile computer-readable memory 46 be provided, which stores a program which is adapted to cause a computer to carry out the method described above. In particular, the control device described above 40 the computer-readable memory 46 as memory. The program can be formed in particular by the control function F40. In particular, the computer can be controlled by the processor 45 the control device described above 40 be formed.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rührreibschweiß-VorrichtungFriction stir welding apparatus
1010
Rotationskörperbody of revolution
1111
erster Endbereichfirst end area
1212
zweiter Endbereichsecond end area
1313
Längsausnehmung des RotationskörpersLongitudinal recess of the rotating body
1414
Hauptbereichmain area
1515
erster Temperatursensorfirst temperature sensor
15A15A
Detektordetector
1616
zweiter Temperatursensorsecond temperature sensor
2020
Antriebseinrichtungdriving means
2525
Gehäusecasing
2626
erster Endabschnitt des Gehäusesfirst end portion of the housing
2727
zweiter Endabschnitt des Gehäusessecond end portion of the housing
3030
Schultereinrichtungshoulder means
3131
Endausnehmungend recess
3232
Spaltgap
3333
Basiskörperbase body
33A33A
Umfangswandung des BasiskörpersPeripheral wall of the base body
33B33B
Stirnwandung des BasiskörpersEnd wall of the base body
33a33a
erste Oberfläche der Stirnwandungfirst surface of the end wall
33b33b
zweite Oberfläche der Stirnwandungsecond surface of the end wall
3434
BasiskörperausnehmungBasiskörperausnehmung
3535
Endscheibeend disk
35a35a
erste Oberfläche der Endscheibefirst surface of the end plate
35b35b
zweite Oberfläche der Endscheibesecond surface of the end plate
40 40
Regelungseinrichtungcontrol device
4141
erster Eingang der Regelungseinrichtungfirst input of the control device
4242
erster Ausgang der Regelungseinrichtungfirst output of the control device
4343
zweiter Eingang der Regelungseinrichtungsecond input of the control device
4444
zweitter Ausgang der Regelungseinrichtungsecond output of the control device
4545
Prozessorprocessor
4646
SpeicherStorage
5050
Heizeinrichtungheater
6060
Kühlvorrichtungcooler
7171
erste Bewegungsvorrichtungfirst movement device
71A71A
Armpoor
71B71B
Armpoor
71C71C
Armpoor
7272
zweite Bewegungsvorrichtungsecond movement device
72A72A
Armpoor
72B72B
Armpoor
72C72C
Armpoor
100100
Rührreibschweiß-SystemFriction stir welding system
d12d12
Außendurchmesser des zweiten EndbereichsOuter diameter of the second end region
d31d31
Innendurchmesser der EndausnehmungInner diameter of the end recess
d34d34
Innendurchmesser der BasiskörperausnehmungInner diameter of the base body recess
F40F40
Regelungsfunktioncontrol function
L10L10
Längsachselongitudinal axis
M1M1
Verfahrensschrittstep
M2M2
Verfahrensschrittstep
M3M3
Verfahrensschrittstep
M3aM3a
Verfahrensschrittstep
M3bM3b
Verfahrensschrittstep
M3.1M3.1
Verfahrensschrittstep
M3.2M3.2
Verfahrensschrittstep
M3.3M3.3
Verfahrensschrittstep
M3.4M3.4
Verfahrensschrittstep
M3.5M3.5
Verfahrensschrittstep
M3.6M3.6
Verfahrensschrittstep
M3.7M3.7
Verfahrensschrittstep
P10P10
Pfeilarrow
S41S41
Rotationskörper-TemperatursignalRotating body temperature signal
S42S42
TemperaturstellsignalTemperature control signal
S43S43
Ist-TemperatursignalActual temperature signal
S44S44
Kühlsignalcooling signal
XX
Detaildetail
ZZ
Detaildetail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005030800 A1 [0002] DE 102005030800 A1 [0002]
  • DE 102014004331 B3 [0002] DE 102014004331 B3 [0002]
  • US 6516922 B1 [0003] US 6516922 B1 [0003]

Claims (15)

Verfahren zum Betrieb einer Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen (M1) eines Rotationskörper-Temperaturwerts eines durch eine Endausnehmung (31) einer Schultereinrichtung (30) der Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) hindurchragenden Endbereichs (12) eines Rotationskörpers (10) der Rührreibschweiß-Vorrichtung (1); Erfassen (M2) eines Ist-Temperaturwerts eines die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30); und auf Basis des erfassten Rotationskörper-Temperaturwerts und des erfassten Ist-Temperaturwerts Regeln (M3) der Temperatur des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) auf eine von dem Rotationskörper-Temperaturwert abhängige Soll-Temperatur.Method for operating a friction stir welding device ( 1 ) comprising the following method steps: detecting (M1) a rotational body temperature value of a through an end recess ( 31 ) a shoulder device ( 30 ) of the friction stir welding device ( 1 ) protruding end region ( 12 ) of a rotational body ( 10 ) of the friction stir welding device ( 1 ); Detecting (M2) an actual temperature value of the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ); and based on the detected rotational body temperature value and the detected actual temperature value rules (M3) of the temperature of the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ) to a dependent of the rotational body temperature value target temperature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Regeln (M3) der Temperatur des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) ein Heizen (M3a) oder Kühlen (M3b) des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) umfasst.Method according to claim 1, wherein the regulation (M3) of the temperature of the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ) heating (M3a) or cooling (M3b) of the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erfassen (M1) des Rotationsköper-Temperaturwerts mittels eines Pyrometers erfolgt.A method according to claim 1 or 2, wherein the detection (M1) of the rotational body temperature value is effected by means of a pyrometer. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Regeln (M3) der Temperatur des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) ferner folgende Schritte umfasst: Bestimmen (M3.1) eines Ist-Außendurchmesserwerts des zweiten Endbereichs (12) des Rotationskörpers (10) aus dem erfassten Rotationskörper-Temperaturwert mittels einer Außendurchmesserfunktion, welche den Außendurchmesserwert als Funktion des Rotationskörper-Temperaturwerts angibt; Bestimmen (M3.2) eines Ist-Innendurchmesserwerts der Endausnehmung (31) aus dem erfassten Ist-Temperaturwert mittels einer Innendurchmesserfunktion, welche den Innendurchmesserwert der Endausnehmung (31) als Funktion des Ist-Temperaturwerts angibt; Berechnen (M3.3) eines Ist-Spaltweitenwerts eines sich zwischen der Endausnehmung (31) und dem zweiten Endbereich (12) des Rotationskörpers (10) erstreckenden Spalts (32); Vergleichen (M3.4) des Ist-Spaltweitenwerts mit einem Soll-Spaltweitenwert; Bestimmen (M3.5) eines Innendurchmesser-Vorgabewerts für den Innendurchmesser (d31) derart, dass sich der Soll-Spaltweitenwert ergibt; und Ermitteln (M3.6) der Soll-Temperatur aus der Innendurchmesserfunktion.Method according to one of the preceding claims, wherein the regulation (M3) of the temperature of the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ) further comprises the steps of: determining (M3.1) an actual outer diameter value of the second end region (M3.1) 12 ) of the rotating body ( 10 ) from the detected rotational body temperature value by an outer diameter function indicative of the outer diameter value as a function of the rotational body temperature value; Determining (M3.2) an actual inner diameter value of the end recess ( 31 ) from the detected actual temperature value by means of an inner diameter function, which the inner diameter value of the Endausnehmung ( 31 ) as a function of the actual temperature value; Calculating (M3.3) an actual gap width value of a between the Endausnehmung ( 31 ) and the second end region ( 12 ) of the rotating body ( 10 ) extending gap ( 32 ); Comparing (M3.4) the actual gap width value with a target gap width value; Determining (M3.5) an inner diameter default value for the inner diameter (d31) to give the target gap width value; and determining (M3.6) the target temperature from the inside diameter function. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Regeln (M3) der Ist-Temperatur ein Bestimmen (M3.7) des Soll-Temperaturwerts als den erfassten Rotationskörper-Temperaturwert umfasst.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the rules (M3) of the actual temperature comprises determining (M3.7) of the target temperature value as the detected rotational body temperature value. Nicht-flüchtiger computerlesbarer Speicher (46), welcher ein Programm speichert, das dazu ausgelegt ist, einen Computer zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche zu veranlassen.Non-volatile computer readable memory ( 46 ) storing a program adapted to cause a computer to carry out a method according to any one of the preceding claims. Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) mit: einem um eine Längsachse (L10) rotierbaren Rotationskörper (10), welcher an einem ersten Endbereich (11) an eine Antriebseinrichtung (20) koppelbar ist; einer Schultereinrichtung (30) mit einer Endausnehmung (31), durch welche ein in Bezug auf die Längsachse (L10) entgegengesetzt zu dem ersten Endbereich (11) des Rotationskörpers (10) gelegener zweiter Endbereich (12) des Rotationskörpers (10) hindurchragt; und einer Regelungseinrichtung (40) mit einem ersten Eingang (41), welcher dazu ausgebildet ist, ein eine Rotationskörper-Temperatur repräsentierendes Rotationskörper-Temperatursignal (S41) als Eingangssignal zu empfangen, einem zweiten Eingang (43), welcher dazu ausgebildet ist, ein eine Ist-Temperatur eines die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30) repräsentierendes Ist-Temperatursignal (S43) als Eingangssignal zu empfangen, und einem ersten Ausgang (42), welcher dazu ausgebildet ist, ein aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals (S41) und des Ist-Temperatursignals (S43) durch eine Regelungsfunktion (F40) vorgegebenes Temperaturstellsignal (S42) als Ausgangssignal zur Regelung der Ist-Temperatur bereitzustellen.Friction stir welding device ( 1 ) comprising: a rotating body rotatable about a longitudinal axis (L10) ( 10 ), which at a first end region ( 11 ) to a drive device ( 20 ) can be coupled; a shoulder device ( 30 ) with an end recess ( 31 ), by which a with respect to the longitudinal axis (L10) opposite to the first end region ( 11 ) of the rotating body ( 10 ) located second end region ( 12 ) of the rotating body ( 10 ) protrudes; and a control device ( 40 ) with a first input ( 41 ) which is adapted to receive as an input signal a rotational body temperature signal representing a rotational body temperature (S41), a second input ( 43 ) which is adapted to an an actual temperature of the Endausnehmung ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ) receive actual temperature signal (S43) as an input signal, and a first output ( 42 ), which is adapted to provide a due to the rotational body temperature signal (S41) and the actual temperature signal (S43) by a control function (F40) predetermined temperature control signal (S42) as an output signal for controlling the actual temperature. Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Regelungseinrichtung (40) einen zum Erzeugen des Temperaturstellsignals (S42) ausgebildeten Prozessor (45) und einen durch diesen auslesbaren Speicher (46) aufweist, auf welchem die Regelungsfunktion (F40) gespeichert ist.Friction stir welding device ( 1 ) according to claim 7, wherein the control device ( 40 ) a processor for generating the temperature control signal (S42) ( 45 ) and by this readable memory ( 46 ) on which the control function (F40) is stored. Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Schultereinrichtung (30) einen Basiskörper (33) aufweist, in welchem die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) ausgebildet ist.Friction stir welding device ( 1 ) according to claim 7 or 8, wherein said shoulder means ( 30 ) a base body ( 33 ), in which the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) is trained. Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Schultereinrichtung (30) einen Basiskörper (33), in welchem eine Basiskörperausnehmung (34) ausgebildet ist, und eine an diesen gekoppelte Endscheibe (35), in welcher die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) ausgebildet ist, aufweist.Friction stir welding device ( 1 ) according to claim 7 or 8, wherein said shoulder means ( 30 ) a base body ( 33 ) in which a base body recess ( 34 ) is formed, and an end plate coupled thereto ( 35 ), in which the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) is formed. Rührreibschweiß-System (100) mit: einer Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10; und einer an den ersten Ausgang (42) der Regelungseinrichtung (40) gekoppelten Heizeinrichtung (50) zum Einstellen der Ist-Temperatur des die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebenden Bereichs der Schultereinrichtung (30).Friction stir welding system ( 100 ) comprising: a friction stir welding device ( 1 ) according to any one of claims 7 to 10; and one to the first output ( 42 ) of the control device ( 40 ) coupled heating device ( 50 ) for adjusting the actual temperature of the Endausnehmung ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding region of the shoulder device ( 30 ). Rührreibschweiß-System (100) nach Anspruch 11, wobei die Heizeinrichtung (50) als ein die Endausnehmung (31) der Schultereinrichtung (30) umgebender elektrischer Leiter ausgeführt ist.Friction stir welding system ( 100 ) according to claim 11, wherein the heating device ( 50 ) as a the end recess ( 31 ) of the shoulder device ( 30 ) surrounding electrical conductor is executed. Rührreibschweiß-System (100) nach Anspruch 11 oder 12, zusätzlich aufweisend: eine Kühlvorrichtung (60) zum Kühlen der Schultereinrichtung (30) in dem die Endausnehmung (31) umgebende Bereich; wobei die Regelungseinrichtung (40) zusätzlich einen zweiten Ausgang (44) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, ein aufgrund des Rotationskörper-Temperatursignals (S41) und des Ist-Temperatursignals (S43) durch die Regelungsfunktion (F40) vorgegebenes Kühlsignal (S44) als Ausgangssignal bereitzustellen; und die Kühlvorrichtung (60) an den zweiten Ausgang (44) der Regelungseinrichtung (42) gekoppelt ist.Friction stir welding system ( 100 ) according to claim 11 or 12, additionally comprising: a cooling device ( 60 ) for cooling the shoulder device ( 30 ) in which the end recess ( 31 ) surrounding area; the control device ( 40 ) additionally a second output ( 44 ) which is adapted to provide a cooling signal (S44) predetermined by the control function (F40) on the basis of the rotational body temperature signal (S41) and the actual temperature signal (S43) as an output signal; and the cooling device ( 60 ) to the second output ( 44 ) of the control device ( 42 ) is coupled. Rührreibschweiß-System (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Rührreibschweiß-Vorrichtung (1) einen an den ersten Eingang der Regelungseinrichtung (40) gekoppelten ersten Temperatursensor (15) aufweist.Friction stir welding system ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the friction stir welding device ( 1 ) one to the first input of the control device ( 40 ) coupled first temperature sensor ( 15 ) having. Rührreibschweiß-System (100) nach 14, wobei der erste Temperatursensor (15) als ein Pyrometer ausgeführt ist, wobei der Rotationskörper (10) eine sich von dessen ersten Endbereich (11) aus entlang der Längsachse (L10) des Rotationskörpers (10) bis zu dem zweiten Endbereich (12) des Rotationskörpers (10) erstreckende Längsausnehmung (13) aufweist und ein Detektor (15A) des Pyrometers der Ausnehmung (13) zugewandt angeordnet ist.Friction stir welding system ( 100 14), wherein the first temperature sensor ( 15 ) is designed as a pyrometer, wherein the rotational body ( 10 ) one of its first end region ( 11 ) along the longitudinal axis (L10) of the body of revolution ( 10 ) to the second end region ( 12 ) of the rotating body ( 10 ) extending longitudinal recess ( 13 ) and a detector ( 15A ) of the pyrometer of the recess ( 13 ) is arranged facing.
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