DE20019427U1 - Fügeeinrichtung zum induktiven Hochfrequenzfügen von Bauteilen - Google Patents

Description

Anmelder:

KUKA Schweissanlagen GmbH Blücherstraße 144 86165 Augsburg

Vertreter:

Patentanwälte
Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke Dipl.-Ing. Klaus Ernicke Schwibbogenplatz 2b 86153 Augsburg / DE

Datum:

Akte:

15.11.2000
772-945 er/ge

- 1 BESCHREIBUNG

Fügeeinrichtung zum induktiven Hochfrequenzfügen von

Bauteilen

Die Erfindung betrifft eine Fügeanordnung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches. 10

In der Praxis ist es bekannt, rohrförmige Bauteile mit einem induktiven Hochfrequenz-Pressschweißverfahren zu fügen. Dieses Verfahren ist unproblematisch, solange die zu verbindenden Schweißbereiche der beiden Bauteile eine korrespondierende Kontur aufweisen und dadurch mit einem gleichbleibenden Abstand oder Spalt beim induktiven Erwärmen gehalten werden können. Sobald jedoch im Schweißbereich zurückspringende Ausnehmungen vorhanden sind, entstehenden Probleme, die in der Praxis zu einer unzureichenden Erwärmung der zu'verschweißenden Stirnkanten und zu einer teilweise unvollständigen Schweißverbindung führten. Dies zwang bisher zu einem Ausweichen auf andere Schweißverfahren, z.B. MSG-Schweißen.

Es- ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zum induktiven Hochfrequenzfügen von Bauteilen mit ein oder mehreren Ausnehmungen im Fügebereich aufzuzeigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die Anordnung eines elektrisch leitenden und die. Ausnehmung überspannenden Hilfskontaktes vermeidet die bisherigen Probleme und ermöglicht ein sicheres und vollständiges Fügen der Bauteile in den Kontakt- und Fügebereichen außerhalb der Ausnehmungen. Dieses Fügen

kann einerseits ein induktives Hochfrequenz-Pressschweißen sein, was insbesondere auch ein Verschweißen von hohlen Profil-Bauteilen im I-Stoß ermöglicht. Alternativ kann auch im Überlapp-Stoß oder in anderer geeigneter Weise gelötet werden.

Der Hilfskontakt bietet den kürzeren Stromweg als die zurückspringenden Ränder der Ausnehmung für den induzierten Strom im Bauteil. Die durch den hochfrequenten Wechselstrom zu erwärmenden Bauteilränder werden dadurch gleichmäßig erhitzt und plastifiziert. Beim Stauchhub des Pressschweißvorganges ergibt sich dann eine gleichmäßige Schweißnaht und eine gleichmäßige Gefügeausbildung. Beim Löten ergibt sich ebenfalls eine überall gleichmäßige Lötverbindung. Die Prozesssicherheit und die Reproduzierbarkeit der Fügeverbindungen werden dadurch wesentlich verbessert.

Der Hilfskontakt kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Er kann bauteilseitig in Form eines Brückenteils vorgesehen sein, welches ggf. nach dem Fügeprozess entfernt wird. Der Hilfskontakt kann auch als bewegliches Einsatzteil ausgebildet sein, das manuell oder maschinell betätigt und in die Ausnehmung eingeführt wird. Über eine entsprechend geeignete Zustellvorrichtung kann dieser Vorgang in der Serienfertigung automatisiert werden. Außerdem kann mit einer geeigneten angetriebenen Zustellvorrichtung ein Nachsetzen des Einsatzteiles während des Schweißprozesses unter Aufrechterhaltung eines sicheren stromleitenden Kontaktes erreicht werden.

Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit für den- Hilfskontakt besteht in der Bildung einer elektrischen Leitung mit mehreren Kontaktelementen, die temporär am Bauteil angebracht werden. Dies kann eine manuell herstellbare und später wieder entfernbare Haftverbindung sein. Alternativ kann auch mit einer geeigneten Fügeeinrichtung dieser

Hilfskontakt in Verbindung mit dem beaufschlagten Bauteil gebracht werden. Dies kann z.B. automatisch über die Anordnung eines solchen Hilfskontaktes an der Spanneinrichtung für das Bauteil geschehen.

Die Erfindung betrifft dabei sowohl den Hilfskontakt an sich, wie auch die entsprechend ausgerüsteten bzw. vorbereiteten Bauteile sowie die zugehörige Schweißeinrichtung.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

• *

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1:

eine Fügeanordnung zum Hochfrequenz-Pressschweißen von zwei Bauteilen mit mindestens einer Ausnehmung,

10

Figur 2 und 3: die Bauteile in perspektivischer Ansicht

vor und nach dem Fügen,

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Figur 4 bis 6: drei Varianten für einen elektrisch

leitenden Hilfskontakt an einer Ausnehmung eines Bauteils und

Figur 7:

eine abgebrochene und schematisierte Draufsicht auf eine Schweißeinrichtung

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Fügeanordnung zum Hochfrequenzfügen zweier Bauteile (2,3). Im Einzelnen handelt es sich hierbei vorzugsweise um eine Anordnung zum Hochfrequenz-Pressschweißen. Alternativ kann es auch eine Anordnung zum Hochfrequenz-Löten oder zu einem anderen geeigneten Hochfrequenz-Fügeverfahren mit induktiver Bauteilerwärmung sein.

Die Fügeanordnung kann sowohl die Bauteile (2,3), wie auch die zugehörige Fügeeinrichtung (1) umfassen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Hochfrequenz-Presseinrichtung (1) vorhanden. In dieser werden die beiden Bauteile (2,3) entlang einer zentralen Längsachse oder Stauchachse (11) fluchtend zueinander gehalten, wobei sie mit ihren zu verschweißenden Stirnbereichen oder Bauteilrändern (5,6) zunächst unter Bildung eines umlaufenden Spaltes auf Abstand gehalten werden. An der Schweißstelle sind die Bauteile (2,3) von mindestens einem geeigneten Induktor

(14) umgeben, der über einen Stromanschluss (15) von einer Stromquelle (nicht dargestellt) mit einem hochfrequenten Wechselstrom mit vorzugsweise einstellbarer Frequenz beaufschlagt wird. Durch den Induktor (14) werden an den stirnseitigen Bauteilrändern (5,6) hochfrequente Wechselströme induziert, die die Bauteilränder (5,6) erwärmen und plastifizieren. Die Stromflussrichtungen im Induktor (14) und in den Bauteilen (17) sind durch Pfeile (16,17) angegeben. Sobald die Bauteilränder (5,6) oder stirnseitigen Schweißbereiche ausreichend plastifiziert sind, erfolgt der axiale Stauchhub durch eine geeignete Staucheinrichtung (21), mit der die beiden Bauteile (2,3) zusammengepresst werden. Der Induktor- bzw. Schweißstrom kann dabei zum geeigneten Zeitpunkt vor, während oder nach dem Stauchhub abgeschaltet werden. Beim Stauchen verkürzen sich die Bauteile (2,3) an der Schweißstelle unter Ausformung eines Wulstes. Der Verkürzungsbereich oder Stauchbereich (13) der beiden Bauteile (2,3) ist in den Zeichnungen gestrichelt dargestellt.

Die Bauteile (2,3) sind vorzugsweise als Hohlprofile mit einer beliebigen Querschnittskontur ausgebildet. Im Fügebereich ist der Verlauf der Querschnittskontur im Wesentlichen gleich, so dass die gegenüberstehenden Stirnbereiche (5,6) im I-Stoß verschweißt werden können. In den anderen Bereichen können die Bauteile (2,3) eine beliebige Kontur aufweisen, die untereinander verschieden sein kann und die auch von der Querschnittskontur an den Stirnbereichen (5,6) abweichen kann.

Am Stirnbereich (5,6) hat mindestens eines der beiden Bauteile (2,3) am Mantel (12) eine zurückspringende und im wesentlichen U-förmige Ausnehmung (7,8). Vorzugsweise haben beide Bauteile (2,3) einander gegenüberliegende Ausnehmungen (7,8) mit einer im Wesentlichen gleichen Breite an der Mündung. Die Tiefe und die rückwärtige Form der Ausnehmungen (7,8) kann beliebig variieren. Mit der

Ausnahme von der oder den Ausnehmungen (7,8) haben die Bauteile (2,3) ansonsten an den Stirnbereichen (5,6) eine einander entsprechende Kontur, die die Bildung eines gleichmäßigen Abstandes oder Spaltes erlaubt, wie dies z.B. in Figur 1 dargestellt ist. Die für die Verschweißung und den Stauchkontakt vorgesehenen Bauteilränder oder Stirnbereiche (5,6) fluchten miteinander in Axialrichtung. Die Bauteile (2,3) sind dabei vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (11) abgeschnitten, so dass die zu verschweißende Stirnflächen eben sind. Alternativ können die Stirnflächen (5,6) auch einen gewölbten Verlauf haben.

Figur 2 und 3 verdeutlichen die Anordnung der Bauteile (2,3) vor und nach dem Fügen. Figur 2 zeigt die beiden auf axialer Distanz gehaltenen Bauteile (2,3) vor dem Fügen. Hierbei werden auch die Ausnehmungen (7,8) fluchtend einander gegenüber gestellt. Der Spalt zwischen den Bauteilen (2,3) ist hierbei der Übersichtlichkeit wegen überdimensional groß dargestellt. Figur 2 verdeutlicht - auch durch die zylindrische Rohrform der Bauteile (2,3) die Beliebigkeit von deren Querschnittsgestaltung.

In der gezeigten, beispielsweise Ausführung haben die U-förmigen Ausnehmungen (7,8) scharfe, rechtwinklige Ecken

(18) und gerade, längs der Achse (11) ausgerichtete seitliche Flanken (19) sowie einen querliegenden geraden Boden (20). Bei dieser Form der Ausnehmungen bestehen je nach Frequenz des induzierten Wechselstroms Probleme mit der Stromführung durch die für das Fügen vorgesehenen Bauteilränder (5,6) und mit der gleichmäßigen Erwärmung dieser Bauteilränder (5,6). Hierbei sind die Eckbereiche (18) besonders kritisch.

Figur 3 zeigt das aus den beiden Bauteilen (2,3) nach dem Fügen entstandene Fügeteil (4), welches an der Fügenaht oder Schweißnaht (10) ein oder mehrere umfangsseitig geschlossene Ausnehmungen (9) hat, welche von den

vorherigen Ausnehmungen (7,8) gebildet werden. Bis auf die Ausnehmungen (7,8,9) sind die beiden Bauteile (2,3) durch die umlaufende Fügenaht (10) auf deren gesamter Länge fest miteinander verbunden.

Zur Behebung der vorgenannten Probleme ist an den zurückspringenden Ausnehmungen (7,8) jeweils ein die Ausnehmung (7,8) überspannender und elektrisch leitender Hilfskontakt (25) vorhanden. Der Hilfskontakt (25) bietet dem stirnseitig in den Bauteilen (2,3) induzierten Strom (17) im Bereich der Ausnehmung (7,8) einen kleineren Widerstand bzw. einen kürzeren Fließweg als der Weg über die zurückspringenden Flanken (19) und den Boden (20). Der induzierte Strom (17) fließt daher durch den Hilfskontakt

(25) und über die Ausnehmung (7,8) hinweg. Der Hilfskontakt (25) schließt nah an die außenliegenden Eckebereiche (18) der Ausnehmung (7,8) an. Der Strom (17) hat dadurch nicht nur einen kürzeren, sondern auch einen nahe an den stirnseitigen Bauteilrändern (5,6) verlaufenden Fließweg.

Figur 4 bis 6 zeigen verschiedene
Ausgestaltungsmöglichkeiten für den Hilfskontakt (25).

in der Variante von Figur 4 ist der Hilfskontakt (25) als bewegliches Einsatzteil (28) ausgebildet, welches an die Form der zugehörigen Ausnehmung (7,8) angepasst ist. Das Einsatzteil (28) hat stromleitenden und vorzugsweise formschlüssigen Kontakt mit dem Bauteil (2,3), indem es z.B. mit seinen Seitenwänden (30) an den Flanken (19) der Ausnehmung (7,8) anliegt. Es greift zumindest teilweise radial in die Ausnehmung (7,8) und bedeckt die Ausnehmung (7,8) weitgehend in Umfangsrichtung. Die Oberseite (29) des Einsatzteiles (28) reicht vorzugsweise nur bis zum unteren Rand des Stauchbereiches (13), um den beim Pressschweißen das zugehörige Bauteil (2,3) verkürzt wird. Das Einsatzteil (28) lässt sich dadurch nach dem Fügen

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wieder entnehmen.

Das Einsatzteil (28) besteht aus einem geeigneten Werkstoff, der beim Hochfrequenzfügen vorzugsweise nicht angeschmolzen wird und auch vorzugsweise keine festere Verbindung mit dem Bauteil (2,3) eingeht. Das Einsatzteil (28) kann auch mit einer geeigneten Kühlung versehen oder verbunden sein. Als Werkstoff eignet sich z.B. Kupfer, insbesondere sogenannte aushärtbare Kupferlegierungen CuCrZR oder CuCoBe, wie sie z.B. zum Widerstandsschweißen eingesetzt werden. Durch geeignete Werkstoffwahl und/oder Kühlung kann die Entnahmemöglichkeit des Einsatzteiles (28) nach dem Fügevorgang sichergestellt werden.

Das Einsatzteil (28) sorgt außerdem für eine Formbeständigkeit der Ausnehmung (7,8,9) beim und nach dem Fügen. Es stabilisiert auch das umgebende Bauteil (2,3). Hierdurch kann die Ausnehmung (7,8) eine beliebige Form und Größe haben.

Das Einsatzteil (28) kann von Hand am Bauteil (2,3) angebracht und auf beliebig geeignete Weise, z.B. durch Klemmschluss und Kontakt mit den seitlichen Ausnehmungsrändern, durch eine leichte stromleitende Haftverbindung oder dergleichen, fixiert werden. Ggf. ist auch eine teilweise gegebene und später wieder lösbare formschlüssige Verbindung vorhanden.

Das Einsatzteil (28) kann außerdem während des Fügevorganges nachgesetzt werden, vorzugsweise in einer Bewegung quer zur Längsachse (11). Hierdurch bleibt der Strom leitende Kontakt mit dem Bauteil (2,3) an den Ausnehmungsrändern aufrecht erhalten, wobei zugleich die Ausnehmungsform zusätzlich stabilisiert wird. 35

Wie Figur 4 verdeutlicht, verläuft der induzierte Stromfluss (17) bei hohen und sehr hohen Wechselstromfrequenzen von 100 kHz bis 2 MHz und mehr über den sogenannten Skin-Effekt nahe an den stirnseitigen Bauteilrändern (5,6) und dementsprechend auch nahe an der Oberseite (29) des Einsatzteiles (28). Der Strom (17) fließt dabei auch problemlos über den kleinen Absatz in den Eckbereichen (18) zwischen dem vorstehenden Bauteilrand (5,6) und dem etwas zurückversetzten Einsatzteil (28). Durch den induzierten Wechselstrom wird das Bauteil (2,3) an den vorstehenden Bauteilrändern (5,6) erwärmt und plastifiziert.

In der Variante von Figur 5 ist der Hilfskontakt (25) als Brückenteil (26) ausgebildet, welches vorzugsweise am Bauteil (2,3) angeformt ist. Das Brückenteil (26) überspannt die Ausnehmung (7,8) und befindet sich am oberen offenen Ende der Ausnehmung (7,8). Das Brückenteil (26) liegt dabei vorzugsweise innerhalb der Ausnehmung (7,8) und bildet die umfangsseitige und ggf. gekrümmte Fortsetzung des Bauteilmantels (12). Das Brückenteil (26) kann alternativ aber auch radial außerhalb oder innerhalb des Mantels (12) liegen.

in der bevorzugten Ausführungsform ist das Brückenteil (26) schmal gehalten und befindet sich mit seiner Unterseite (27) am oder innerhalb des stirnseitigen Stauchbereiches (13) der Bauteile (2,3). Wie Figur 5 verdeutlicht, fließt der induzierte Strom (17) bei dieser Gestaltung ohne Absatz und auf direktem Wege auf der Oberseite (29) des Brückenteils (26) über die Ausnehmung ■(7,8) hinweg.

Unterhalb des schmalen Brückenteils (26) bleibt die Ausnehmung (7,8) frei. Das Brückenteil (26) kann nach dem Fügevorgang abgetrennt werden. Bei entsprechender Gestaltung, z.B. mit Sollbruchstellen, kann es aber auch

- 10 beim
Stauchhub weitgehend von selbst abgetrennt werden.

Figur 6 zeigt die dritte Variante, bei der der Hilfskontakt (25) als elektrische Leitung (32) mit zwei endseitigen Kontaktelementen (33) ausgebildet ist. Die Kontaktelemente (33) werden nahe den außenliegenden Ecken (18) der Ausnehmungen (7,8) und vorzugsweise unterhalb des Stauchbereichs (13) an den Bauteilen (2,3) vorzugsweise temporär angebracht. Die temporäre und elektrisch leitende Verbindung kann hierbei auf beliebig geeignete Weise ausgestaltet sein, z.B. als als druckbelastete reine Kontaktberührung oder dergleichen. Alternativ ist auch eine dauerhafte Verbindung und ein verlorener Hilfskontakt (25,32) möglich. Die Leitung (32) kann ebenfalls in beliebig geeigneter Weise, z.B. als flexibles Kabel, aber auch als begrenzt elastischer oder starrer Bügel ausgebildet sein. Die Länge der Leitung (32) ist vorzugsweise kürzer als die Länge der Flanken (19) und des Bodens (20) der Ausnehmungen (7,8).

Das Brückenteil (26) von Figur 5 eignet sich vor allem für solche Bauteile (2,3), bei denen die Ausnehmungen (7,8) paarweise einander fluchtend gegenüber liegen. Das Einsatzteil (28) von Figur 4 und die Leitung (32) von Figur 6 lassen sich auch bei solchen Bauteilvarianten einsetzen, bei denen nur eines der Bauteile (2,3) eine Ausnehmung (7,8) hat oder bei denen die Ausnehmungen (7,8) in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, so dass an der Fügestelle die Ausnehmung (7,8) am einen Bauteil (2,3) einem stirnseitigen Bauteilrand (6,5) am anderen Bauteil (3,2) gegenüberliegt.

Figur 7 zeigt eine Schweißeinrichtung (1) zur Automatisierung der Fügevorgänge. Sie ist hier als induktive Hochfrequenz-Pressschweißvorrichtung ausgebildet. Alternativ kann sie bei entsprechender Umgestaltung auch als Löteinrichtung oder andere

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Fügeeinrichtung ausgebildet sein.

Die Schweißeinrichtung (1) besitzt eine Spanneinrichtung (22) mit mehreren Spannelementen (23), mit denen die Bauteile (2,3) formschlüssig gespannt und axial fluchtend auf die nötige Distanz oder Spaltweite an der Schweißstelle eingestellt werden. Die Schweißeinrichtung (1) hat ferner eine Staucheinrichtung (21), die hier als einseitig wirkende Staucheinrichtung ausgebildet ist, wobei z.B. das eine Bauteil (2) ortsfest in einem Gegenlager gehalten wird, während das andere Bauteil (3) den axialen Stauchhub ausführt. Der Induktor (14) ist in beliebig geeigneter Weise ausgebildet und in Figur 7 schematisch durch strichlierte Linien angedeutet. Er kann als zerstörbarer Einmal-Induktor oder als mehrfach verwendbarer und in sich beweglicher, z.B. aufklappbarer Dauer-Induktor ausgebildet sein.

Figur 7 zeigt auch eine mechanisierte Variante für die Zustellung der Hilfskontakte (25), wobei in der linken Bildhälfte von Figur 7 die Variante mit der Leitung (32) von Figur 6 und in der rechten Bildhälfte die Variante mit dem beweglichen Einsatzteil (28) von Figur 4 dargestellt ist, wobei für die Einsatzteile (28) zwei unterschiedliche Formgestaltungen in der oberen und unteren Bildhälfte dargestellt sind.

Bei der Bauvariante mit der Leitung (32) sind die Kontaktelemente (33) an der Spanneinrichtung (22) befestigt und werden mit dieser automatisch beim Spannen des Bauteiles (2,3) an den Mantel (12) nahe der Ausnehmung (7,8) angepresst und dort unter Druck gehalten. Hierbei kann z.B. jeweils eine der Spannpratzen (22) einen vorspringenden Ausleger (24) aufweisen, der an der Unterseite ein Kontaktelement (33) trägt. Daneben sind auch andere beliebig geeignete Bauvarianten, z.B. mit einer eigenen Zustellvorrichtung, möglich.

Bei der anderen, rechts dargestellten Variante sind die Einsatzteile (28) jeweils mit einer beliebig geeigneten Zustellvorrichtung (31) verbunden. Die Zustellvorrichtung

(31) besitzt einen beliebig geeigneten Antrieb und eine Steuerung. Sie ist vorzugsweise mit der Steuerung der Schweißmaschine verbunden oder in diese Steuerung integriert. Die Zustellvorrichtung (31) presst bei der dargestellten Geometrie das zugehörige Einsatzteil (28) radial von außen in die zugehörige Ausnehmung (7,8). Wie in der unteren Bildhälfte dargestellt ist, kann das Einsatzteil (28) hierbei schräge Seitenwände (30) aufweisen, die eine Anpassung an die Ausnehmungskontur ermöglichen und auch ein zielgerichtetes radiales und ggf.

auch axiales Nachsetzen des Einsatzteiles (28) während des Schweißprozesses erlauben. Hierzu ist die Zustellvorrichtung (31) entsprechend gesteuert. Sie kann für eine automatische Regelung auch geeignete Sensoren zur Messung des Gegendrucks am Bauteil (2,3) oder zur Ermittlung anderer, für eine Bauteilverformung repräsentativer Kenngrößen haben.

In der oberen Bildhälfte ist eine andere Variante des Einsatzteiles (28) dargestellt. Dieses besitzt einen seitlich vorspringenden Ansatz (34), welcher mindestens im oberen Bereich beide Flanken (19) und ggf. auch den Boden (20) der Ausnehmung (7,8) überdeckt und einen Press- und Berührungskontakt für die sichere Stromleitung bietet.

Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. Der die Ausnehmung (7,8) überspannende Hilfskontakt (25) kann auch in beliebig anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Das Einsatzteil (28) kann die Ausnehmung (7,9) im Wesentlichen außenseitig umgreifen und dabei nur zu einem geringen Teil oder gar nicht in die Ausnehmung (7,9) radial eintauchen. Das Einsatzteil (28) kann ferner als verlorenes Teil

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ausgebildet sein, welches manuell oder maschinell am Bauteil (2,3) in oder an der Ausnehmung (7,9) befestigt wird und nach dem Fügen wieder entfernt wird oder ggf. auch am Fügeteil (4) verbleibt.

Ferner können die Komponenten der mechanischen Schweißeinrichtung (1) beliebig variieren. Variabel ist ferner auch die Formgestaltung und -die Werkstoffwahl der Bauteile (2,3). In der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform werden zwei Bauteile (2,3) axial fluchtend miteinander verbunden, wobei beide Bauteile (2,3) gleichartig sind. Alternativ können auch ungleichartige Bauteile, z.B. ein Hohlprofil und ein Vollmaterial miteinander verbunden werden. Die Bauteile können auch beide aus Vollmaterial bestehen, wobei die Ausnehmungen (7,8) als Nuten oder Kanäle- ausgebildet sind. In einer weiteren Variante können die Bauteile (2,3) auch im Winkel zueinander angeordnet sein und nur an der Verbindungsstelle fluchten. Ferner ist es möglich, in der beschriebenen Art mehr als zwei Bauteile zu verbinden,-wobei ein drittes oder weitere Bauteile schräg oder quer mit den anderen Bauteilen verbunden werden.

- 14 BEZUGSZEICHENLISTE

1 Fügeanordnung, Schweißeinrichtung, Löteinrichtung

2 Bauteil
3 Bauteil

4 Fügeteil, Schweißteil

5 Stirnbereich, Schweißbereich, Fügebereich

6 Stirnbereich, Schweißbereich, Fügebereich

7 Ausnehmung am Bauteil 8 Ausnehmung am Bauteil

9 Ausnehmung am Fügeteil

10 Schweißnaht

11 Längsachse, Stauchachse

12 Mantel

13 Stauchbereich

14 Induktor

15 Stromanschluss

16 Stromfluss im Induktor

17 Stromfluss im Bauteil 18 Ecke

19 Flanke

20 Boden

21 Staucheinrichtung

22 Spanneinrichtung

23 Spannelement, Spannpratze

24 Ausleger

25 Hilfskontakt

26 Hilfskontakt, Brückenteil

27 Unterseite

28 Hilfskontakt, Einsatzteil

29 Oberseite

30 Seitenwand

31 Zustellvorrichtung

32 Hilfskontakt, Leitung 33 Kontaktelement

34 Ansatz

Claims (12)

1. Fügeanordnung zum induktiven Hochfrequenzfügen, insbesondere induktiven Hochfrequenz-Pressschweißen oder induktiven Hochfrequenzlöten, von mindestens zwei vorzugsweise hohlen Bauteilen (2, 3), die im Fügebereich ein oder mehrere Ausnehmungen (7, 8) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein Bauteil (2, 3) mindestens ein die Ausnehmung (7, 8) überspannender elektrisch leitender Hilfskontakt (25, 26, 28, 32) vorgesehen ist, der zumindest temporär mit dem Bauteil (2, 3) stromleitend verbindbar ist.

2. Fügeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskontakt (25) als Brückenteil (26) ausgebildet ist, welches an das Bauteil (2, 3) angeformt ist.

3. Fügeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenteil (26) am oberen offenen Ende der Ausnehmung (7, 8) angeordnet ist.

4. Fügeanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenteil (26) sich innerhalb des stirnseitigen Stauchbereichs (13) des Bauteils (2, 3) befindet.

5. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskontakt (25) als bewegliches Einsatzteil (28) ausgebildet ist.

6. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (28) mit einer angetriebenen Zustellvorrichtung (31) verbunden ist.

7. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellvorrichtung (31) nachführbar ist.

8. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (28) aus einem im Fügeprozess nichtschmelzenden Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und/oder hohem Schmelzpunkt, vorzugsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, besteht.

9. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (28) in die Ausnehmung (7, 8) radial eingreift und diese umfangsseitig zumindest weitgehend bedeckt.

10. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (28) im unteren Bereich der Ausnehmung (7, 8) angeordnet ist und sich außerhalb des Stauchbereichs (13) befindet.

11. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskontakt (25) als elektrische Leitung (32) mit Kontaktelementen (33) zur temporären Verbindung mit dem Bauteil (2, 3) ausgebildet ist.

12. Fügeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (32) mit den Kontaktelementen (33) an einer Spanneinrichtung (22) angeordnet ist.