本申請(qǐng)涉及一種用于將諸如加強(qiáng)元件的細(xì)長(zhǎng)元件沿其縱向方向焊接到一個(gè)部件的表面的系統(tǒng)，其中細(xì)長(zhǎng)元件和表面各自包括熱塑性材料。

背景技術(shù)：

在許多技術(shù)領(lǐng)域中，例如在飛行器技術(shù)中，有必要或期望將細(xì)長(zhǎng)元件在限定的相對(duì)位置處固定到部件的表面。一個(gè)具體例子是飛機(jī)的結(jié)構(gòu)板。一種已知類型的這種結(jié)構(gòu)板是例如通過將諸如桁條的細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)元件固定到板形部件或蒙皮的表面上來制造的，使得細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)元件的縱向方向沿著該表面延伸。對(duì)于具有金屬機(jī)體的傳統(tǒng)飛機(jī)，加強(qiáng)元件通常通過鉚接固定到所述蒙皮上。對(duì)于使用復(fù)合材料建造的飛機(jī)，也已經(jīng)考慮了焊接技術(shù)。

為了能夠通過焊接將細(xì)長(zhǎng)元件有效地固定到部件的表面上，必須確保細(xì)長(zhǎng)元件可靠地保持在所述表面上的固定位置中，同時(shí)所采用的焊接工具或多個(gè)焊接工具沿著細(xì)長(zhǎng)元件移動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于將細(xì)長(zhǎng)元件焊接到一個(gè)部件的表面上的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括用于相對(duì)于所述部件固定地定位所述細(xì)長(zhǎng)元件的裝置，該裝置使用簡(jiǎn)單。

該目的通過具有權(quán)利要求1的技術(shù)特征的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例是各從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于將細(xì)長(zhǎng)元件沿其縱向方向焊接到部件的表面上的系統(tǒng)。所述細(xì)長(zhǎng)元件和表面各自包括熱塑性材料或由熱塑性材料組成，從而允許簡(jiǎn)單且有效的焊接。所述細(xì)長(zhǎng)元件可以優(yōu)選地是加強(qiáng)元件。例如，所述加強(qiáng)元件可以是桁條，例如Ω形桁條或J形或L形桁條或其它加強(qiáng)型材。該部件優(yōu)選為板形，并且可以是例如熱塑性層壓件或蒙皮。特別地，所述板形部件和細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)元件可以彼此固定以形成飛行器的結(jié)構(gòu)板。

該系統(tǒng)包括支撐元件，該支撐元件優(yōu)選為板形并且可以是例如支撐臺(tái)。支撐元件包括適于在其上支撐所述部件(即，上述類型的部件)的支撐表面。該系統(tǒng)還包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，所述磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置設(shè)置在支撐元件的與支撐表面相對(duì)的一側(cè)上，并且適于在支撐表面上方(即在支撐表面所朝向的支撐元件的一側(cè)上)產(chǎn)生預(yù)定的磁場(chǎng)。所述磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)永磁體和/或一個(gè)或多個(gè)電磁體。

此外，該系統(tǒng)包括托架。所述托架適于沿細(xì)長(zhǎng)元件的縱向方向與細(xì)長(zhǎng)元件(即，上述類型的細(xì)長(zhǎng)元件)相接觸地移動(dòng)。所述托架包括一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置。一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置與一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置是分開的。它們的布置和取向使得所述一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置可操作為在分開的位置處接觸細(xì)長(zhǎng)元件，該細(xì)長(zhǎng)元件具有合適的橫截面形狀并且放置在支撐于支撐元件上的所述部件的表面上，并且細(xì)長(zhǎng)元件由此被支撐以防止為在與細(xì)長(zhǎng)元件的縱向方向垂直的方向中沿著所述部件的表面(或者優(yōu)選地沿著所述支撐表面)移動(dòng)。合適的橫截面形狀由第一和第二接觸裝置的布置來確定，即，對(duì)于任何細(xì)長(zhǎng)元件，可以基于第一和第二接觸元件的布置來確定相應(yīng)的細(xì)長(zhǎng)元件是否具有以所述方式由第一和第二接觸裝置接觸和支撐的適當(dāng)?shù)臋M截面。優(yōu)選地，細(xì)長(zhǎng)元件沿其整個(gè)縱向長(zhǎng)度具有恒定的橫截面形狀。

一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置的布置和取向還使得它們?cè)试S所述托架沿著細(xì)長(zhǎng)元件的縱向方向移動(dòng)，同時(shí)第一和第二接觸裝置與細(xì)長(zhǎng)元件以所述方式接觸。

該系統(tǒng)還包括具有限定的轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)元件，在低于轉(zhuǎn)變溫度時(shí)該超導(dǎo)元件表現(xiàn)出超導(dǎo)特性。超導(dǎo)元件固定地連接到托架，使得所述托架和超導(dǎo)元件具有固定的位置關(guān)系并且一起移動(dòng)。該系統(tǒng)包括元件冷卻裝置，其可操作以將超導(dǎo)元件冷卻到其轉(zhuǎn)變溫度以下并且將其溫度保持在轉(zhuǎn)變溫度以下。例如，元件冷卻裝置可以是其內(nèi)設(shè)置有超導(dǎo)元件的低溫恒溫器。優(yōu)選地，元件冷卻裝置固定地固定到托架，然后超導(dǎo)元件可以有利地通過元件冷卻裝置固定地連接到托架。

該系統(tǒng)還包括可操作以沿著線性路徑移動(dòng)所述托架的移動(dòng)裝置，例如線性馬達(dá)，以及可操作以將細(xì)長(zhǎng)元件焊接到所述部件的表面上的一個(gè)或多個(gè)焊接裝置。例如，所述線性馬達(dá)可以包括電磁體的結(jié)構(gòu)和適于控制電磁體以實(shí)現(xiàn)所述托架的線性運(yùn)動(dòng)的控制器，或由它們構(gòu)成。

在操作中由磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的預(yù)定磁場(chǎng)被配置為使得當(dāng)超導(dǎo)元件具有低于其轉(zhuǎn)變溫度的溫度時(shí)，為超導(dǎo)元件限定了沿著支撐表面在支撐表面上方的一段距離處的線性路徑。所述線性路徑的這種限定是出于邁斯納(Meissner)效應(yīng)，其具有一個(gè)結(jié)果是，被冷卻到其轉(zhuǎn)變溫度以下的超導(dǎo)元件可以在合適磁場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)固定位置中懸浮。換句話說，然后通過磁場(chǎng)向超導(dǎo)元件施加一個(gè)力，將所述超導(dǎo)元件朝向所限定的線性路徑偏置。所述移動(dòng)裝置可操作以沿著與超導(dǎo)元件的限定的線性路徑相對(duì)應(yīng)或由其確定的路徑移動(dòng)托架。

因此，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置事實(shí)上為超導(dǎo)元件和托架構(gòu)成或提供了“磁軌”，使得當(dāng)限定的線性路徑的形狀對(duì)應(yīng)于細(xì)長(zhǎng)元件的縱向延伸的形狀時(shí)，在托架線性移動(dòng)的過程中細(xì)長(zhǎng)元件在所述部件的表面上的位置由所述托架固定地保持。還有利地可能的是，使整個(gè)托架懸浮，使得僅僅所述一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置以及可能的其它所選擇的接觸裝置與所述細(xì)長(zhǎng)元件接觸?？傊ㄟ^托架來達(dá)成所述細(xì)長(zhǎng)元件的精確和自動(dòng)的定位因而可以有利地通過邁斯納效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置被布置成使得在它們之間限定接收空間。然后，當(dāng)細(xì)長(zhǎng)元件具有包括沿著細(xì)長(zhǎng)元件的縱向方向延伸的突出部分的合適的橫截面形狀時(shí)，所述突出部分可以被接收在接收空間中，且所述一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置與所述突出部分接觸。所述突出部分在遠(yuǎn)離所述部件的表面和支撐表面的方向中突出。特別優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置和一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置被布置成使得它們中的每一個(gè)可操作為向所述突出部分施加具有垂直于支撐表面的力分量的力。以這種方式，細(xì)長(zhǎng)元件可以壓靠在其要被焊接的部件的表面上，即，邁斯納效應(yīng)也被有利地利用來將細(xì)長(zhǎng)元件夾緊在所述托架和所述部件的表面之間。

在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置中的每一個(gè)和/或一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置中的每一個(gè)包括可旋轉(zhuǎn)地安裝的輥?zhàn)踊蚯颉＿@種接觸裝置有利地在托架沿著細(xì)長(zhǎng)元件運(yùn)動(dòng)的過程中提供低摩擦力。然而，這些接觸裝置中的每一個(gè)也可以由另一類型的接觸元件構(gòu)成，例如安裝到所述超導(dǎo)元件和元件冷卻裝置連接到的支撐裝置或者這種支撐裝置的一部分上的分開的接觸元件。

在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)第一接觸裝置中的每一個(gè)和/或一個(gè)或多個(gè)第二接觸裝置中的每一個(gè)被安裝成使得其位置是可調(diào)節(jié)的和/或使得其是彈簧安裝的，以允許適應(yīng)細(xì)長(zhǎng)元件的各種橫截面形狀。以這種方式，所述托架可以容易地主動(dòng)適應(yīng)或被動(dòng)地適應(yīng)不同的細(xì)長(zhǎng)元件。換句話說，有利地?cái)U(kuò)展了適合于該系統(tǒng)的細(xì)長(zhǎng)元件的范圍。另外的彈簧安裝的接觸裝置提供了能夠補(bǔ)償公差并且適于以特別簡(jiǎn)單的方式對(duì)細(xì)長(zhǎng)元件施加壓力的優(yōu)點(diǎn)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述托架包括一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置，其布置成使得當(dāng)細(xì)長(zhǎng)元件具有合適的橫截面形狀時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置可操作以接觸所述細(xì)長(zhǎng)元件并以如上所述的方式向所述細(xì)長(zhǎng)元件(例如所述突出部分)施加力，所述力具有垂直于支撐表面的力分量。可以存在這種一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置的兩個(gè)或更多個(gè)分開的組。例如，可以有兩組，每組用于接觸Ω形桁條的兩個(gè)相對(duì)的外部或腳部中的另一個(gè)，這些部分與所述部件的表面接觸。

在包括一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置的實(shí)施例中，優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置中的每一個(gè)包括可旋轉(zhuǎn)地安裝的輥?zhàn)踊蚯颉ｎ愃朴诘谝缓偷诙佑|裝置的情況，這種第三接觸裝置有利地在所述托架沿著細(xì)長(zhǎng)元件運(yùn)動(dòng)的過程中提供低摩擦力。然而，這些第三接觸裝置中的每一個(gè)還可以由另一類型的接觸元件構(gòu)成，例如安裝到所述超導(dǎo)元件和元件冷卻裝置連接到的支撐裝置或者這種支撐裝置的一部分的分開的接觸元件。

在包括一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置的實(shí)施例中，還優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)第三接觸裝置中的每一個(gè)被安裝成使得其位置是可調(diào)節(jié)的和/或使得其是被彈簧安裝的，以允許適應(yīng)所述細(xì)長(zhǎng)元件的各種橫截面形狀。以這種方式，所述托架可以容易地主動(dòng)適應(yīng)或被動(dòng)適應(yīng)于不同的細(xì)長(zhǎng)元件。換句話說，有利地?cái)U(kuò)展了適合于所述系統(tǒng)的細(xì)長(zhǎng)元件的范圍。另外的彈簧安裝的第三接觸裝置提供了能夠補(bǔ)償公差并且適于以特別簡(jiǎn)單的方式對(duì)細(xì)長(zhǎng)元件施加壓力的優(yōu)點(diǎn)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)焊接裝置設(shè)置在焊接單元上，該焊接單元是與托架分開的部件。所述焊接單元和托架于是包括可操作以將焊接單元可釋放地耦接到所述托架的協(xié)作接合或連接裝置。在耦接狀態(tài)下，焊接單元在托架運(yùn)動(dòng)時(shí)與托架一起移動(dòng)。在該實(shí)施例中，進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述托架是定位托架，并且焊接單元包括焊接單元托架，其中在將焊接單元耦接到定位托架并且通過移動(dòng)裝置移動(dòng)定位托架時(shí)，所述焊接單元托架被定位托架拉動(dòng)或推動(dòng)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)焊接裝置中的一個(gè)或多個(gè)或全部適于執(zhí)行激光焊接、激光穿透焊接(laser through welding)、超聲波焊接或感應(yīng)焊接。激光穿透焊接或激光透射焊接是特別優(yōu)選的，因?yàn)樗梢砸缘湍芰肯倪M(jìn)行，并且不需要涉及將被彼此焊接的零部件的電路或磁路。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述托架或一個(gè)或多個(gè)焊接裝置包括適于冷卻由至少一個(gè)焊接裝置產(chǎn)生的焊接結(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置。這種焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置可以包括例如一個(gè)或多個(gè)冷卻墊。當(dāng)采用例如激光焊接和特別是激光穿透焊接以便將具有大于約1mm厚度的所述部件和細(xì)長(zhǎng)元件的部分彼此焊接時(shí)，所述焊接結(jié)點(diǎn)的冷卻可能是必要的。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置連接到元件冷卻裝置并且所述元件冷卻裝置適于冷卻所述焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置或有助于冷卻所述焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置。例如，在元件冷卻裝置是或包括低溫恒溫器的情況下，來自低溫恒溫器的蒸發(fā)管可以連接到所述焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置，例如冷卻墊。

附圖說明

在下文中，將參照示意圖詳細(xì)描述用于將細(xì)長(zhǎng)元件焊接到一個(gè)部件的表面的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例，其中：

圖1示出了一個(gè)部件和將被焊接到所述部件表面的細(xì)長(zhǎng)元件的示例性布置的透視圖，

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的透視圖，該系統(tǒng)包括托架、板形支撐臺(tái)和磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，

圖3示出了圖2所示的托架的剖視圖，

圖4示出了包括用于根據(jù)圖2所示的本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的焊接裝置的一個(gè)焊接單元的透視圖，和

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，細(xì)長(zhǎng)元件1布置在部件5的表面3上。細(xì)長(zhǎng)元件1是桁條1形式的加強(qiáng)元件1，特別是Ω形桁條1。部件5是板形的并且可以是塑料層壓件的一部分，塑料層壓件例如形成運(yùn)輸工具(例如飛行器)的結(jié)構(gòu)板或蒙皮的一部分。細(xì)長(zhǎng)元件1和部件5的表面3都包括熱塑性材料，使得它們可以被焊接。它們可以例如由纖維增強(qiáng)的熱塑性材料制成。

細(xì)長(zhǎng)元件1沿著縱向方向7延伸，即，在圖1所示的示例中，細(xì)長(zhǎng)元件1在縱向方向7中的延伸超過其在垂直于縱向方向7延伸的平面中沿任何方向的延伸。在垂直于縱向方向7延伸的平面中，細(xì)長(zhǎng)元件1具有恒定的橫截面形狀，其包括由通過頂部13連接的兩個(gè)傾斜腿部11形成的突出部分9。兩個(gè)傾斜腿部11的每一個(gè)合并到腳部15中。腳部15大致沿著縱向方向7和在平行于部件5的表面3延伸的平面中延伸。腿部11相對(duì)于部件5的表面3傾斜地布置，其中兩個(gè)部分11以相反的角度傾斜。細(xì)長(zhǎng)元件1的頂部13平行于部件5的表面3延伸。因此，在腿部11、頂部13和部件5的表面3之間形成中空空間?？傮w上，細(xì)長(zhǎng)元件1的橫截面形狀類似于藝術(shù)化字母Ω，并且在垂直于縱向方向7延伸的平面中具有鏡像對(duì)稱的形狀。細(xì)長(zhǎng)元件1的橫截面形狀在縱向方向7上是恒定的。

在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，細(xì)長(zhǎng)元件1已經(jīng)放置在部件5的表面3上。在腳部15的區(qū)域中，細(xì)長(zhǎng)元件1在延伸區(qū)域上與部件5的表面3平面接觸。在這些延伸區(qū)域的至少部分中，細(xì)長(zhǎng)元件1將被焊接到部件5的表面3上，以在細(xì)長(zhǎng)元件1和部件5之間提供固定且剛性的連接。在由細(xì)長(zhǎng)元件1的腿部11和頂部13形成的突出部分9中，后者(頂部13)不與部件5接觸。

在圖2中，之前參考圖1描述的布置在部件5的表面3上的細(xì)長(zhǎng)元件1的結(jié)構(gòu)被示出為在支撐臺(tái)形式的板形支撐元件19的支撐表面17上。在板形支撐元件19下方，即在支撐表面17的相對(duì)側(cè)上，布置了磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21。磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21由三個(gè)永磁體23、25、27形成。每個(gè)永磁體23、25、27具有以字母N表示的磁北極和以字母S表示的磁南極。兩個(gè)外部永磁體23、27的磁北極N面向支撐元件19，并且它們的磁南極S的指向遠(yuǎn)離支撐元件19。相反地，中心永磁體25設(shè)置在兩個(gè)外部永磁體23、27之間，使得其磁北極N的指向遠(yuǎn)離支撐元件19并且其磁南極S指向支撐元件19。形成磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21的三個(gè)永磁體23、25、27在縱向方向7中在支撐元件19的整個(gè)長(zhǎng)度上方延伸，并產(chǎn)生預(yù)定的和公知的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)也在支撐元件19的支撐表面17上方延伸，即在支撐元件19的、其上布置有細(xì)長(zhǎng)元件1和所述部件5的一側(cè)上延伸。

板形支撐元件19和磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21是系統(tǒng)29的示例性實(shí)施例的一部分，所述系統(tǒng)29用于將細(xì)長(zhǎng)元件1沿縱向方向7焊接到部件5的表面3上。系統(tǒng)29還包括具有支撐部分33的下支撐結(jié)構(gòu)和上引導(dǎo)部分35的托架31?，F(xiàn)在將參考圖3更詳細(xì)地描述托架31。

支撐部分33包括在縱向方向7中以多組布置的多個(gè)第一、第二和第三接觸裝置。在圖3中示出了多組接觸裝置中的一組，該組接觸裝置包括第一接觸裝置37、第二接觸裝置39和三個(gè)第三接觸裝置41、43、45。所有的接觸裝置37、39、41、43、45是可旋轉(zhuǎn)地安裝的輥?zhàn)樱淇烧{(diào)節(jié)以使托架31適應(yīng)細(xì)長(zhǎng)元件1的各種橫截面形狀。此外，接觸裝置37、39、41、43、45懸掛在彈簧上以允許進(jìn)一步適應(yīng)不同的橫截面形狀。第一和第二接觸裝置37、39彼此分開地安裝在支架31的支撐部分33的腿部47、49上。腿部47、49由頂部51連接，頂部51也形成在其上安裝有托架31的上引導(dǎo)裝置或引導(dǎo)部段35的基部。此外，每個(gè)腿部47、49終止于腳部53、55。

當(dāng)托架31布置在如圖2所示的板狀支撐元件19上時(shí)，腿部47、49相對(duì)于支撐元件19的支撐表面17以相反的角度傾斜地延伸。頂部51和兩個(gè)腳部53、55大致平行于支撐元件19的支撐表面17延伸。接觸裝置37、39、41、43、45中的每一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地附接到托架31的相應(yīng)部分47、49、51、53、55。每個(gè)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線大致平行于相應(yīng)部分延伸，即，第一和第二接觸裝置37、39的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于支撐表面17以相反的角度傾斜，并且第三接觸裝置41、43、45的旋轉(zhuǎn)軸線平行于支撐件表面17延伸。

安裝在支撐部分33的頂部51上的第一、第二和第三接觸裝置37、39、41限定了在它們之間的接收空間57。在接收空間57中可以如圖2所示接收適當(dāng)成形的細(xì)長(zhǎng)元件1的突出部分9。請(qǐng)注意，在圖2中，所有接觸裝置37、39、41、43、45中沒有一個(gè)是可見的，因?yàn)樗鼈儽徊贾迷谛纬捎谕屑?1的支撐部分33中的空腔中。如果適當(dāng)成形的細(xì)長(zhǎng)元件1的突出部分9被接收在接收空間57中，第一、第二和第三接觸裝置37、39、41都與細(xì)長(zhǎng)元件1接觸。特別地，第一接觸裝置37與細(xì)長(zhǎng)元件1的腿部11中的一個(gè)接觸，第二接觸裝置39與細(xì)長(zhǎng)元件1的腿部11中的另一個(gè)接觸，并且安裝到頂部的第三接觸裝置41與細(xì)長(zhǎng)元件1的頂部13接觸。由于第一和第二接觸裝置37、39相對(duì)于支撐元件19的支撐表面17以相反的角度傾斜并且與細(xì)長(zhǎng)元件1的相應(yīng)的相對(duì)腿部11接觸，它們用側(cè)向力分量支撐細(xì)長(zhǎng)元件1以防止沿著部件5的表面3在垂直于細(xì)長(zhǎng)元件1的縱向方向7的方向中的運(yùn)動(dòng)。換句話說，細(xì)長(zhǎng)元件1和托架31只可以在縱向方向7中在支撐表面17的平面中相對(duì)于彼此移動(dòng)。附接到支撐部分33的頂部51的第三接觸裝置41可以在細(xì)長(zhǎng)元件1的頂部13上施加向下的力，將細(xì)長(zhǎng)元件1壓靠在它將被焊接的表面3上。進(jìn)一步的向下的力通過第一和第二接觸裝置37、39提供，所述第一和第二接觸裝置37、39不垂直于支撐表面17設(shè)置，因此也提供了作用在細(xì)長(zhǎng)元件1的腿部11上的向下的力。

另外，安裝到相對(duì)的腳部53、55的兩個(gè)另外的第三接觸裝置43、45與適當(dāng)成形的細(xì)長(zhǎng)元件1的腳部15接觸。類似于另一個(gè)第三接觸裝置41，所述另外的第三接觸裝置43、45向細(xì)長(zhǎng)元件1且特別是細(xì)長(zhǎng)元件1的腳部15施加向下的力，將它們緊緊地壓在部件5的表面3上。因此，當(dāng)?shù)谝缓偷诙佑|裝置37、39將細(xì)長(zhǎng)元件保持在位于支撐表面17的平面中且垂直于縱向方向7的正確位置中時(shí)，第三接觸裝置41、43、45確保了在細(xì)長(zhǎng)元件1和部件5的表面3之間提供緊密接觸以進(jìn)行穩(wěn)固焊接。

托架31的上引導(dǎo)部分35包括低溫恒溫器形式的元件冷卻裝置59和超導(dǎo)元件61。超導(dǎo)元件61具有限定的轉(zhuǎn)變溫度，低于該轉(zhuǎn)變溫度，超導(dǎo)元件表現(xiàn)出超導(dǎo)特性。它固定地連接到托架31。在如圖2和圖3所示的示例性實(shí)施例中，超導(dǎo)元件61設(shè)置在元件冷卻裝置59內(nèi)部。后者可以將超導(dǎo)元件61冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下并且將超導(dǎo)元件61保持在轉(zhuǎn)變溫度以下。為此，外部電源或冷卻液體的外部供應(yīng)可以連接到托架31，這些在圖中未示出。

一旦超導(dǎo)元件61被冷卻到低于所限定的轉(zhuǎn)變溫度并呈現(xiàn)超導(dǎo)特性，由磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21產(chǎn)生的預(yù)定磁場(chǎng)與超導(dǎo)元件61相互作用。由于邁斯納效應(yīng)，超導(dǎo)元件61以及因此整個(gè)托架被保持在相對(duì)于磁場(chǎng)的很好限定的位置。但是，由于由磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21產(chǎn)生的磁場(chǎng)在縱向方向7中不改變，因此該位置僅在垂直于支撐表面17延伸的方向中和在平行于支撐表面17且垂直于縱向方向7延伸的橫向方向中被很好地限定。因此，超導(dǎo)元件61和所限定的磁場(chǎng)的相互作用防止了托架31的任何橫向運(yùn)動(dòng)。此外，根據(jù)由所述相互作用限定的在支撐表面17上方的位置，所述托架可以懸浮或懸停在細(xì)長(zhǎng)元件1上方或被向下壓到細(xì)長(zhǎng)元件上。換句話說，作用在細(xì)長(zhǎng)元件1上的向下的力可以通過使用由磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21產(chǎn)生的磁場(chǎng)來控制。如果托架31懸停在細(xì)長(zhǎng)元件1上方，則在托架31和細(xì)長(zhǎng)元件1之間的摩擦力被最小化。否則，如果需要的話，可以增大將細(xì)長(zhǎng)元件1的腳部15按壓到部件5的表面3上的力，以獲得改進(jìn)的焊縫。

在縱向方向7中，由于磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)在磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的長(zhǎng)度上(即在縱向方向7中)是不變的，所以上述位置不能被很好地限定。因此，托架31可以在支撐表面17上在縱向方向7中沿著由所述磁場(chǎng)限定的路徑移動(dòng)。為了移動(dòng)托架31，交流電磁體63的結(jié)構(gòu)形式的移動(dòng)裝置63被布置為鄰近磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21的兩側(cè)，如圖2所示。電磁體63改變由磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置21產(chǎn)生的磁場(chǎng)，使得超導(dǎo)元件61的位置也在縱向方向7中被很好地限定。通過改變由電磁體63產(chǎn)生的場(chǎng)，超導(dǎo)元件61的很好限定的位置可以沿著縱向方向7移動(dòng)。由于超導(dǎo)元件61和因此整個(gè)托架31總是移動(dòng)到很好限定的位置，并且所述很好限定的位置只能在縱向方向7中改變，所述電磁體63提供了用于沿著縱向方向7線性地移動(dòng)所述托架31的裝置，即，它們提供了線性馬達(dá)。

圖4示出了用于支撐焊接裝置67的焊接單元托架65形式的焊接單元65。焊接單元65設(shè)置有兩個(gè)陽(yáng)連接裝置69(在圖4中僅示出一個(gè))，用于可釋放地將焊接單元65連接到托架31。如圖2所示，托架31包括相匹配的陰連接裝置71。由于焊接單元65具有與托架31的支撐部分33類似的橫截面形狀，為了簡(jiǎn)潔起見將省略細(xì)節(jié)。類似于托架31，焊接單元65可以包括以輥?zhàn)踊蚯虻男问降目尚D(zhuǎn)接觸裝置，用于減小在焊接單元65和細(xì)長(zhǎng)元件1之間的摩擦力。

在圖4中僅部分地示出的焊接裝置67形成為激光穿透焊接裝置67，其包括發(fā)射激光束75的兩個(gè)激光源73，用于將細(xì)長(zhǎng)元件1的腳部15焊接到部件5的表面3上。焊接單元65包括插入件77，其對(duì)于激光束75是透明的，使得激光束在其撞擊細(xì)長(zhǎng)元件1之前不被焊接單元65吸收。在如圖4所示的示例性實(shí)施例中，可以是玻璃插入件的透明插入件77還包括開口79(在圖4中僅示出一個(gè))，使得激光束75根本不會(huì)被焊接單元65阻擋。在這種情況下，插入件77很大程度上提供了用于可視地控制焊接操作的結(jié)果的裝置。

如果細(xì)長(zhǎng)元件1的腳部15在垂直于結(jié)構(gòu)5的表面3延伸的方向中的厚度超過1mm，則可能需要冷卻焊接區(qū)域。在這種情況下，透明插入件77可以設(shè)置為焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置81。

現(xiàn)在將參考圖5更詳細(xì)地描述焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置81的示例。焊接結(jié)點(diǎn)冷卻裝置81形成為圍繞透明插入件77的有源冷卻墊83，所述透明插入件77具有用于激光束的開口79。冷卻墊83經(jīng)由蒸發(fā)管85連接到低溫恒溫器59形式的元件冷卻裝置59，所述低溫恒溫器59被設(shè)置用于冷卻布置在低溫恒溫器59中并且用在托架31上的超導(dǎo)元件61。圖5還顯示了用于將低溫恒溫器59連接到外部電源(未示出)的連接件87。

蒸發(fā)管85被設(shè)置用于將蒸發(fā)的冷卻液體，例如液氮或氦，從低溫恒溫器59引導(dǎo)到冷卻墊83。冷卻墊83的溫度可以通過閥89控制。閥89可以用于將蒸發(fā)的冷卻液部分地或完全地引導(dǎo)到冷卻墊83或排氣口91。因此，冷卻墊83提供了用于冷卻焊接結(jié)點(diǎn)的有利裝置，使得可以使用激光穿透焊接來焊接較厚的材料。冷卻墊83是特別有利的，因?yàn)樗褂脕碜栽鋮s裝置59的蒸發(fā)的冷卻液體，因此不需要額外的能量。