Die Erfindung betrifft ein Fügeverfahren zum Verbinden von wenigstens zwei Bauteilen mittels Laserschweißen unter Verwendung eines Hilfsfügeteils. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fügevorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Bauteilen mit einer Einsetzeinrichtung für ein Hilfsfügeteil und mit einer Laserschweißeinrichtung.

Stand der Technik

Die Verwendung von Verbundbauteilen insbesondere aus artungleichen Werkstoffen gewinnt in vielen Industriebereichen zunehmend an Bedeutung. Beispielweise steigt aufgrund der Anforderung an die Automobilbauer, die CO ₂ - Emmision ihrer Fahrzeuge zu reduzieren, das Interesse an Verbundbauteilen. So kann durch den Einsatz von Verbundbauteilen im Karosseriebau eine Gewichtsreduktion erzielt werden, wobei sich die mechanischen Eigenschaften der Bauteile eventuell sogar durch die Verbundbauweise verbessern. Eine besondere Rolle spielen Verbundbauteile aus Stahl- und Aluminiumlegierungen. Im Karosseriebau und auch in anderen Anwendungsgebieten sind zudem Verbundbauteile mit einem Stahl- und einem (faserverstärkten) Kunststoffbauteil von Interesse. Für den erfolgreichen Einsatz von Verbundbauteilen ist aber insbesondere der Fügeprozess der artungleichen Bauteile ein kritischer Punkt. Gerade im Falle der genannten Beispiele kommen gängige thermische Fügeverfahren, wie das Schweißen, an ihre Grenzen, da mit Aluminium und Kunststoff jeweils ein Fügepartner aus einem nur ungenügend mit Stahl verschweißbaren Werkstoff besteht. Daher besteht der Bedarf nach speziellen Fügeverfahren, welche einerseits die Anforderungen an die Qualität der Fügeverbindung erfüllen und anderseits den Anforderungen einer industriellen, kosteneffizienten Massenproduktion gerecht werden.

Um diese Probleme zu überwinden, sind verschiedene Verfahren bekannt, bei welchen ein Hilfsfügeteil verwendet wird, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden.

Für den Automobilsektor typische mechanische Fügeverfahren sind das Vollstanz- und Halbhohlstanznieten, das Clinchen, das Hochgeschwindigkeitsbolzensetzen oder das fließlochformende und gewindefurchende Verschrauben. Diese Verfahren werden heute bereits vielfach für Mischbauverbindungen aus Stahl- und Aluminiumlegierungen eingesetzt. Problematisch ist, dass alle genannten Verfahren in der Regel eine gewissen Durchstanzbarkeit oder Umformbarkeit beider Fügepartner bedürfen. Aus diesem Grunde eigenen sie sich nicht oder nur sehr eingeschränkt für den Einsatz bei ultrahöchstfesten Werkstoffen.

Ein weiteres geeignetes Fügeverfahren ist das widerstandselektrische Verschweißen unter Verwendung eines Hilfsfügeteils. Beispielsweise beschreibt die DE 42 37 361 C2 ein Verfahren, bei welchem ein Hilfsfügeteil aus Stahl in ein Aluminiumblech eingebracht wird. Ein Schaftende des Hilfsfügeteils weist eine Schneidkante auf, mittels derer beim Einbringen des Hilfsfügeteils eine Durchführungsöffnung in das Aluminium gebracht wird. Nachdem das Hilfsfügeteil eingebracht wurde, wird das so vorbereitete Aluminiumblech an ein Stahlblech angelegt und der Schaft des aus Stahl gebildeten Hilfsfügeteils mit dem Stahlblech mittels widerstandselektrischen Verschweißens verbunden.

Der WO 2012/041515 A1 ist ebenfalls ein Fügeverfahren von zwei Bauteilen zu entnehmen, die aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen, die nicht in einem Schweißprozess thermisch fügbar sind. Ein selbststanzendes Hilfsfügeteil in Form eines Niets, wird in ein erstes Bauteil eingebracht. In einem zweiten Schritt wird der Niet umgeformt, um einen Formschluss mit dem ersten Bauteil zu erzeugen. Schließlich wird das erste Bauteil mit dem eingebrachten Niet an das zweite Bauteil angelegt und der Niet mit dem zweiten Bauteil mittels widerstandelektrischen Schweißens verbunden. Als Alternative zum widerstandselektrischen Schweißen wird Laserschweißen erwähnt, ohne jedoch Details des Fügeverfahrens unter Einsatz von Laserschweißen anzugeben.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, ein verbessertes Fügeverfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen mit Hilfe eines Hilfsfügeteils bereitzustellen, das insbesondere den Anforderungen einer industriellen Massenproduktion gerecht wird.

Beschreibung der Erfindung

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Fügeverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch eine Fügevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 12.

Im Falle eines erfindungsgemäßen Fügeverfahrens zum Verbinden von wenigstens zwei Bauteilen wird ein Hilfsfügeteil, insbesondere ein Niet, in zumindest ein erstes Bauteil unter Ausbildung wenigstens einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung eingebracht. Das eingebrachte Hilfsfügeteil und wenigstens ein zweites Bauteil werden mittels eines Laserstrahls miteinander verschweißt, indem das Hilfsfügeteil von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite bis zum zweiten Bauteil aufgeschmolzen wird und/oder das zweite Bauteil von der dem Hilfsfügeteil abgewandten Seite bis zum Hilfsfügeteil aufgeschmolzen wird.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Fügeverfahren nicht auf das Verbinden von zwei Bauteilen beschränkt ist. So können drei, vier oder mehr Bauteile, insbesondere Bleche, mittels eines oder mehrerer Hilfsfügeteile miteinander verbunden werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Fügeverfahren handelt es sich um ein kombiniertes mechanisch-thermisches Fügeverfahren. Das Hilfsfügeteil wird im Wesentlichen mechanisch mit dem ersten Bauteil und thermisch mit dem zweiten Bauteil verbunden. Das Hilfsfügeteil dient folglich als Verbindungsglied zwischen dem ersten und zweiten Bauteil. Der Werkstoff des Hilfsfügeteils kann optimiert für die Fügeaufgabe gewählt werden. Einerseits muss das Hilfsfügeteil mit dem zweiten Bauteil direkt stoffschlüssig verbunden werden können, insbesondere mit diesem verschweißbar sein. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Hilfsfügeteil zumindest bereichsweise aus einem zum zweiten Bauteil artgleichen (und daher zum Schweißen geeigneten) Werkstoff besteht, bzw. zumindest der mit dem zweiten Bauteil zu verschweißende Bereich sollte aus einem artgleichen (schweißbaren) Werkstoff bestehen. Andererseits muss das Hilfsfügeteil Werkstoff- und formmäßig geeignet sein, eine ausreichend feste form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem ersten Bauteil einzugehen. Besonders bei einer Vielzahl von typischen Verbundwerkstoffen bevorzugt ist ein Hilfsfügeteil, das zumindest bereichsweise aus einer Stahllegierung besteht.

Bevorzugt wird das Fügeverfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen eingesetzt, die nicht oder nur sehr mangelhaft direkt miteinander verschweißt werden können. Aufgrund der hohen industriellen Bedeutung sind als besonders bevorzugtes Beispiel für Fügepartner ein erstes Bauteil aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminium- oder Magnesiumlegierung, oder einem Kunststoff, insbesondere aus einem (kohlenstoff)faserverstärkten Kunststoff, und ein zweites Bauteil aus einer Stahllegierung, beispielsweise einer Mangan-Bor-Stahllegierung (z. B. Typ 22MnB5) zu nennen. Weiterhin für die Praxis von großer Bedeutung sind Materialkombinationen von Fügepartnern, bei welchen das erste Bauteil aus einem (kohlenstoff)faserverstärkten Kunststoff und das zweite Bauteil aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminium- oder Magnesiumlegierung, gebildet sind. In diesen Fällen kann es von Vorteil sein, wenn das Hilfsfügeteil wenigstens teilweise (nämlich im mit dem zweiten Bauteil zu verschweißenden Teil) ebenfalls aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumoder Magnesiumlegierung, gebildet ist.

Gegenüber gängigen Fügeverfahren, bei welchen das Hilfsfügeteil mit dem zweiten Bauteil widerstandselektrisch verschweißt wird, zeichnet sich das erfindungsgemäße Fügeverfahren durch die Verwendung eines Laserstrahls aus, welcher eine besonders gut Steuer- und kontrollierbare Energiequelle zum Erzeugen der Schweißverbindung zwischen Hilfsfügeteil und zweitem Bauteil darstellt. Es können sehr kurze Prozesszeiten erreicht werden, was zu einer wirtschaftlich vorteilhaften Verkürzung der Taktzeit führen kann. Außerdem wird durch den präzisen Energieeintrag eine thermische Beeinträchtigung von Bereichen der Bauteile, die an die Fügestelle angrenzen maßgeblich reduziert. Dadurch kann beispielsweise auch die Schädigung von Fügen ilfsstoffen wie Klebstoffen verringert werden, die sich zwischen den zu fügenden Bauteilen befinden können.

Bei Fügeverfahren unter Einsatz von widerstandselektrischem Schweißen werden teilweise metallisch leitfähige Deckblechwerkstoffe mit dem sich einstellenden Nachteil des Nebenschlusses verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Fügeverfahren werden Nebenschlusseffekte durch die metallisch leitfähigen Deckblechwerkstoffe vermieden. Des Weiteren sind die Elektroden, die beim widerstandselektrischen Schweißen verwendet werden müssen, einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt. Dahingegen stellt das Laserschweißen eine verschleißarme und wartungsfreundliche Schweißmethode dar.

Zudem zeichnet sich das Laserschweißen durch eine hohe Flexibilität aus. Der Laserstrahl kann flexibel auf unterschiedlichste räumliche Anforderungen reagieren. Selbst auf Fügestellen, die für eine Schweißelektrode praktisch nicht zugänglich sind, kann problemlos ein Laserstrahl gelenkt werden. Dabei sind Parameter des Schweißprozesses, wie z. B. die Größe und Form der Schweißverbindung, für die jeweilige Fügeaufgabe optimal einstellbar. Dank des Schweißprozesses, der ein berührungs- und damit kraftloses Fügeverfahren darstellt, wird die mechanische Belastung der Bauteile reduziert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens ist, dass der Laserschweißprozess derart geführt werden kann, dass die Schweißverbindung nachträglich von außen detektierbar ist. So wird entweder das Hilfsfügeteil von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite her aufgeschmolzen und/oder das zweite Bauteil von der dem Hilfsfügeteil abgewandten Seite her aufgeschmolzen. Folglich sind später an dem Hilfsfügeteil und/oder an dem zweiten Bauteil außen die Verschweißungen erkennbar. Dies ermöglicht eine einfache optische Überprüfung der Fügestelle, um zumindest sicherzustellen, dass eine Verschweißung durchgeführt wurde. Dahingegen kann bei anderen Schweißverfahren, wie dem widerstandselektrischen Schweißen, die Schweißverbindung in der Regel nicht von außen optisch überprüft werden.

Wird das Hilfsfügeteil von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite her aufgeschmolzen, kann an der dem Hilfsfügeteil abgewandten Seite des zweiten Bauteils eine Zone ohne sichtbaren Wärmeeinfluss bestehen bleiben, so dass dort z. B. unbeeinträchtigte Sichtbereiche der fertiggestellten Verbundwerkstoffe vorgesehen werden können. Ähnliches gilt für die dem zweiten Bauteil abgewandte Seite des ersten Bauteils, für eine Verfahrensführung, bei welcher das zweite Bauteil von der dem Hilfsfügeteil abgewandten Seite her aufgeschmolzen wird. Die Variante, bei welcher das eingebrachte Hilfsfügeteil und ein zweites Bauteil mittels eines Laserstrahls miteinander verschweißt werden, indem das Hilfsfügeteil von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite bis zum zweiten Bauteil aufgeschmolzen wird, ist zudem von Vorteil, wenn die Seite des zweiten Bauteils, die dem ersten Bauteil abgewandt ist, schlecht zugänglich ist oder wenn das zweite Bauteil an der Fügestelle zu dick ist, um bis zum Hilfsfügeteil aufgeschmolzen zu werden. Generell erfordert diese Verfahrensvariante vorteilshafterweise nur eine einseitige Zugänglichkeit. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Hilfsfügeteil verwendet, das zumindest ein Kopfteil und einen Schaft aufweist. Das so gestaltete Hilfsfügeteil wird derart in das erste Bauteil eingebracht, dass der Kopfteil diejenige Seite des ersten Bauteils hintergreift, die bei verbundenen Bauteilen dem zweiten Bauteil abgewandt ist, und der Schaft durch das erste Bauteil ragt. Anschließend werden der Schaft und das zweite Bauteil miteinander verschweißt. In diesem Sinne ist das Hilfsfügeteil in eine Durchgangsöffnung in dem ersten Bauteil eingesetzt, die zumindest abschnittsweise schmaler als der Kopfteil des Hilfsfügeteils ist. Ein Teil des Hilfsfügeteils liegt unter Ausbildung eines Hintergriffs an der Außenseite, d. h. der dem zweiten Bauteil (später) abgewandten Seite, an. Dieser Hintergriff bildet auf einfache Weise eine feste, formschlüssige Verbindung des Hilfsfügeteils mit dem ersten Bauteil in Einsetzrichtung des Hilfsfügeteils.

Bei einer Variante kann beispielsweise der Kopf des Hilfsfügeteils zur Ausbildung des Hintergriffs gegenüber dem ersten Bauteil vorstehen. Der Kopf des Hilfsfügeteils kann aber auch vollständig in der Durchgangsöffnung versenkt sein. Der Hintergriff wird dann beispielsweise im Bereich einer (konischen) Erweiterung der Durchgangsöffnung gebildet. Zusätzlich kann das Kopfteil mit einem oder mehreren dem ersten Bauteil zugewandten Zähnen versehen sein, die sich beim Einbringen in das erste Bauteil verkrallen. Es ist auch denkbar, dass der Schaft des Hilfsfügeteils beim Einbringen oder durch ein nachträgliches Umformen in der Durchgangsöffnungen des ersten Bauteils radial verpresst wird. Diese im Wesentlichen kraftschlüssige zusätzliche Verbindung zwischen Hilfsfügeteil und erstem Bauteil kann dazu dienen, dass das Hilfsfügeteil nicht aus dem ersten Bauteil herausfallen kann, bevor es mit dem zweiten Bauteil verschweißt wird.

Im Falle einer besonders bevorzugten Variante weist das Hilfsfügeteil eine mittige Aussparung auf. Die mittige Aussparung kann seitens des dem zweiten Bauteil zugewandten Endes des Hilfsfügeteils angeordnet sein. In diesem Fall kann Material des ersten Bauteils in der Aussparung aufgenommen werden, was insbesondere beim abfallfreien Formen der Durchgangsöffnung im ersten Bauteil durch das Hilfsfügeteil von Vorteil ist.

Die mittige Aussparung kann auch seitens des dem zweiten Bauteil abgewandten Endes des Hilfsfügeteils angeordnet sein, wobei das Hilfsfügeteil am Boden der mittigen Aussparung mit dem zweiten Bauteil verschweißt wird. Im Speziellen kann vorteilhafterweise ein Hilfsfügeteil in Form eines Hohlniets verwendet werden. Durch die Aussparung ergibt sich eine materialsparende Verfahrensvariante. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines hohlen Hilfsfügeteils, wenn die Verschweißung von Seiten des Hilfsfügeteils eingebracht wird. Die Höhe des Abschnitts des Hilfsfügeteils, der aufgeschmolzen werden muss, bis die Schmelzzone das zweite Bauteil erreicht, kann auf diese Weise erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann die Höhe bzw.- Materialmenge so angepasst werden, dass eine ausreichend feste Schweißverbindung ausgebildet wird und zugleich aber, um kurze Prozesszeiten und einen möglichst geringen Energieeintrag zu erreichen, möglichst wenig Material aufgeschmolzen werden muss.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Hilfsfügeteil beim Einbringen in das erste Bauteil plastisch verformt. Zum einen kann durch die plastische Verformung die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Hilfsfügeteil und erstem Bauteil erzeugt werden. Es ergibt sich ein besonders flexibles Verfahren, da sich das Hilfsfügeteil an die Geometrie des ersten Bauteils anpassen kann. Beispielsweise kann das Hilfsfügeteil auch im Bereich der zu bildenden Schweißverbindung mit dem zweiten Bauteil plastisch verformt werden, so dass einen günstige Kontaktzone zwischen Hilfsfügeteil und zweitem Bauteil entsteht.

Umgekehrt kann es von Vorteil sein, wenn das Hilfsfügeteil beim Einbringen in das erste Bauteil eine Verformung des ersten Bauteils bewirkt. Insbesondere wird vorzugsweise mittels des Hilfsfügeteils zumindest teilweise eine Durchgangsöffnung in das erste Bauteil eingebracht, durch welche das Hilfsfügeteil bei verbundenen Bauteilen zur Schweißverbindung mit dem zweiten Bauteil geführt wird. Die Durchgangsöffnung ist auf diese Weise zwangsläufig auf die Geometrie des Hilfsfügeteils abgestimmt bzw. das Hilfsfügeteil ist in die selbstgeformte Durchgangsöffnung optimal eingepasst. Wenn die Durchgangsöffnung vollständig durch das Hilfsfügeteil ausgeformt wird, kann sogar ein gesonderter Umform- bzw. Stanzvorgang mit einem zusätzlichen Werkzeug entbehrlich sein.

Alternativ kann das erste Bauteil vor dem Einbringen bereits eine Durchgangsöffnung für das Hilfsfügeteil aufweisen. Die Durchgangsöffnung kann auf unterschiedliche Weise gebildet worden sein, z. B. beim Urformen des ersten Bauteils oder durch Bohren bzw. Stanzen. Ein Nachteil des Fügeverfahrens mit vorgelochtem ersten Bauteil ist, dass das Hilfsfügeteil zum Einbringen genau zur vorgelochten Durchgangsöffnung positioniert werden muss. Dies ist bei Verwendung eines selbstformenden bzw. selbststanzenden Hilfsfügeteils nicht erforderlich.

Im Falle einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante entsteht beim zumindest teilweisen Einbringen der Durchgangsöffnung kein abzuführendes Material des ersten Bauteils. Insbesondere ist das Hilfsfügeteil selbst derart geformt, dass es eine Durchgangsöffnung in dem ersten Bauteil erzeugen kann, ohne dass Material aus der Fügezone abgeführt werden muss, welches ansonsten den nachfolgenden Schweißvorgang behindern würde.

Erleichtert wird die Formung der Durchgangsöffnung vorzugsweise, indem das erste Bauteil mittels eines Laserstrahls, vorzugsweise des Laserstrahl zum Verschweißen des Hilfsfügeteils und des zweiten Bauteils, in dem Bereich erweicht wird, in welchen die Durchgangsöffnung eingebracht wird.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Hilfsfügeteil in das erste Bauteil eingebracht, wenn das erste und zweite Bauteil bereits in der zu verbindenden Lage zueinander angeordnet sind. Dies kann zu einer Verkürzung der Prozesszeiten führen. Außerdem wird die Gefahr eines Verrutschens oder Herausfallens des Hilfsfügeteils beim ansonsten erforderlichen Anlegen des zweiten Bauteils beseitigt. Begünstigt wird eine solche Verfahrensführung, wenn beim Einsatz eines selbstformenden bzw. selbststanzenden Hilfsfügeteils kein abzuführendes Material entsteht, denn ansonsten könnte das bereits anliegende zweite Bauteil das Entfernen des abgetrennten Materials behindern. Besonders kurze Prozesszeiten können sich nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ergeben, indem die Laserschweißeinrichtung, mittels derer das Hilfsfügeteil und das zweite Bauteil miteinander verschweißt werden, bereits vor dem Einbringen des Hilfsfügeteils in das erste Bauteil für den Schweißvorgang relativ zu den Bauteilen positioniert ist. Insbesondere startet der Schweißvorgang unmittelbar nach dem Einbringen des Hilfsfügeteils ohne zwischenzeitliches Positionieren der Laserschweißeinrichtung und der Bauteile zueinander.

Optional kann es von Vorteil sein, wenn das Hilfsfügeteil und das erste Bauteil zusätzlich zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Laserschweißen, miteinander verbunden werden.

Bei einer Vielzahl von Anwendungen kann es durchaus ausreichend oder sogar von Vorteil sein, wenn das Hilfsfügeteil und das zweite Bauteil lediglich punktförmig miteinander verschweißt werden. Wenn höhere Anforderungen an die Festigkeit, bzw. Beständigkeit der Schweißverbindung gestellt werden, ist eine Verfahrensvariante bevorzugt, bei welcher das Hilfsfügeteil und das zweite Bauteil unter Veränderung der relativen Fokuslage des Laserstrahls miteinander verschweißt werden. Auf diese Weise kann eine linienförmige oder flächige Schweißverbindung erzeugt werden. Weitere geometrische Formen, wie Ringe, sind ebenfalls denkbar. Generell können die Parameter der Laserbearbeitung, wie z. B. Fokus, Impuls und Kaustik, zum Erreichen eines optimalen Bearbeitungsergebnisses variiert werden.

Eine besonders gute Schweißverbindung kann durch das sogenannte Wobbein des Laserstrahls (oszillierende Bewegung) beim Schweißvorgang erzeugt werden. Hierbei wird die Fokuslage beim Schweißvorgang mit einer relativ kleinen Amplitude und einer relativ hohen Frequenz hin- und herbewegt. Dadurch kann über einen breiteren Bereich eine stabile Schmelze und/oder eine breitere Schweißnaht erzeugt werden. Darüber hinaus kann das Wobbein genutzt werden, um bei schwer schweißbaren Materialien die Schmelze zu beruhigen und so den Prozess zu stabilisieren. Vorrichtungsmäßig wird die Erfindung durch eine Fügevorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Bauteilen realisiert, welche eine Einsetzeinrichtung aufweist, mittels derer ein Hilfsfügeteil, insbesondere ein Niet, in zumindest ein erstes Bauteil unter Ausbildung wenigstens einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung einbringbar ist. Außerdem weist die erfindungsgemäße Füge- Vorrichtung eine Laserschweißeinrichtung auf, mittels derer das eingebrachte Hilfsfügeteil und ein zweites Bauteil miteinander verschweißbar sind, wobei mittels der Laserschweißeinrichtung ein Laserstrahl auf die dem zweiten Bauteil abgewandte Seite des Hilfsfügeteils lenkbar ist und/oder ein Laserstrahl auf die dem Hilfsfügeteil abgewandte Seite des zweiten Bauteils lenkbar ist.

Soweit nicht im Folgenden ohnehin explizit aufgeführt, ist die erfindungsgemäße Fügevorrichtung gemäß bevorzugten Weiterbildungen jeweils zur Durchführung der vorstehend und nachfolgend beschriebenen, vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens geeignet.

Eine Fügevorrichtung, die besonders günstig in modernen Fertigungsanlagen, z.B. mit Industrierobotern einsetzbar ist, ergibt sich nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, indem die Laserschweiß- und die Einsetzeinrichtung an einem gemeinsamen Träger für eine gemeinsame Positionierung relativ zu den zu verbindenden Bauteilen angebracht sind. Im Speziellen ergibt sich nach diesem Ausführungsbeispiel eine kombinierte Laserschweiß/Einsetz-Zange, die vorzugsweise an einen Industrieroboter montierbar und durch diesen handhabbar ist. Eine besonders kompakt bauende Fügevorrichtung ergibt sich, indem die Laserstrahlschweiß- und die Einsetzeinrichtung zum Fixieren der Bauteile zumindest einen gemeinsamen Bauteilhalter aufweisen. Vorzugsweise weist die Fügevorrichtung zumindest zwei Bauteilhalter auf, die auf gegenüberliegenden Seiten der aneinander anliegenden Bauteile angeordnet werden können. Mittels des Bauteilhalters oder der Bauteilhalter können gegebenenfalls Spalten zwischen den Fügepartnern verringert werden. Vorteilhafterweise sind beide Bauteilhalter zum Fixieren der Bauteile sowohl beim Einbringen des Hilfsfügeteils als auch beim Verschweißen des Hilfsfügeteils mit dem zweiten Bauteil ausgestaltet.

Ebenfalls sehr kompakt bauende Fügevorrichtungen ergeben sich, indem mittels der Laserschweißeinrichtung ein Laserstrahl zum Verschweißen des Hilfsfügeteils und des zweiten Bauteils durch die Einsetzeinrichtung hindurch auf das Hilfsfügeteil lenkbar ist. Alternativ oder ergänzend kann mittels der Laserschweißeinrichtung ein Laserstrahl zum Verschweißen von Hilfsfügeteil und zweitem Bauteil durch einen Bauteilhalter hindurch auf das zweite Bauteil lenkbar sein, wobei der Bauteilhalter auf derjenigen Seite der Bauteile anordenbar ist, welche der Einsetzeinrichtung gegenüberliegt. Unter Verwendung dieser besonders bevorzugten Ausführungsbeispiele kann der Schweißvorgang unmittelbar nach dem Einbringen des Hilfsfügeteils beginnen. Erforderlichenfalls kann der Laserstrahl sogar das Einbringen durch z. B. Erwärmen des ersten Bauteils unterstützen. Vor diesem Hintergrund ist ein Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft, bei welchem mittels der Laserschweißeinrichtung ein Laserstrahl entlang einer Einfallsachse auf die Bauteile lenkbar ist, welche mit einer Einsetzachse der Einsetzeinrichtung zusammenfällt. Bei der Laserbearbeitung ist der Strahlenschutz generell ein kritischer Punkt. Insbesondere wenn eine Laserschweißeinrichtung in einer modernen Fertigungsanlage eingesetzt werden soll, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung Strahlenschutzeinrichtungen aufweist, die in unmittelbarer Nähe der Bearbeitungsstelle angeordnet sind. Im Falle einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung bildet zumindest ein Bauteilhalter, mittels dessen zumindest ein Bauteil beim Einbringen des Hilfsfügeteils fixierbar ist, zugleich eine Strahlenschutzeinrichtung der Laserschweißeinrichtung. In der Praxis bewährt hat sich für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Fügevorrichtung eine Laserschweißeinrichtung, die eine Scanneroptik aufweist, um den Laserstrahl zum Verschweißen auf die Bauteile zu lenken. Bevorzugt wird ein Laserstrahl eines Festkörperlasers verwendet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Fign. 1 a - d verschiedene Zustände bei einem Fügeverfahren gemäß einem ersten Beispiel,

Fign. 2 a - d verschiedene Zustände bei einem Fügeverfahren gemäß einem zweiten Beispiel,

Fig. 3 und 4 die Verhältnisse beim Schweißvorgang eines Fügeverfahrens gemäß einem dritten und vierten Beispiel, Fig. 5 eine Fügevorrichtung zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem dritten Beispiel nach Fig. 3, eine Fügevorrichtung zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem ersten Beispiel nach den Fig. 1 a - d und eine Fügevorrichtung zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem zweiten Beispiel nach den Fig. 2 a - d.

Die Figuren 1 a - d zeigen vier verschiedene Zustände während eines Füge- Verfahrens zum Verbinden von zwei Bauteilen 1 , 2 mit Hilfe eines Hilfsfügeteils 3. Bei dem ersten Bauteil 1 handelt es sich beispielsweise um ein Bauteil aus einer Aluminiumlegierung oder um ein Kunststoffbauteil, welches insbesondere kohlenstofffaserverstärkt ist. Bei dem zweiten Bauteil 2 handelt es sich beispielsweise um ein hochfestes Stahlbauteil. Aufgrund dieser Werkstoffkombination lassen sich die beiden Bauteile 1 , 2 nicht mit ausreichend hoher Qualität mittels konventioneller Verfahren verschweißen. Um trotzdem eine hochwertige Fügeverbindung 4 herzustellen, wird das Hilfsfügeteil 3 verwendet, das im vorliegenden Fall beispielsweise aus einer Stahllegierung besteht, die gut mit der Stahllegierung des zweiten Bauteils verschweißbar ist. Das Hilfsfügeteil 3 ist nietförmig ausgebildet und weist einen zu einer Spitze 5 zulaufenden Schaft 6 sowie ein Kopfteil 7 mit einem umlaufenden Kragen 8 an seiner Unterseite auf. Durch den Kragen 8 wird eine umlaufende Nut gebildet, welche beim Einbringen des Hilfsfügeteils 3 Material des ersten Bauteils 1 aufnehmen kann.

Figur 1 a zeigt die Zustände zu Beginn des Fügeverfahrens. Die Fügevorrichtung 10 wird an der Fügestelle der beiden Bauteile 1 , 2 positioniert. Die Bauteile 1 , 2 sind bereits in der zu verbindenden Lage zueinander angeordnet. An den gegenüberliegenden Seiten des Bauteilverbunds ist jeweils ein Bauteilhalter 11, 12 zum Fixieren der Bauteile 1 , 2 angelegt. In einem zweiten Schritt wird nun das Hilfsfügeteil 3 in das erste Bauteil 1 eingebracht. Beim Einbringen drückt ein Druckelement in Form eines Hohlstempels 13 einer Einsetzeinrichtung 14 der Fügevorrichtung 10 das Hilfsfügeteil 3 in das erste Bauteil 1 . Der Hohlstempel 13 ist mit einer mittigen Durchgangsöffnung versehen, über welche ein Vakuum angelegt werden kann, um das Hilfsfügeteil 3 an dem Hohlstempel 13 zu halten.

Gemäß Figur 1 b wird das Hilfsfügeteil 3 derart in das erste Bauteil 1 eingebracht, dass der Kopfteil 7 diejenige Seite 15 des ersten Bauteils 1 hintergreift, die dem zweiten Bauteil 2 abgewandt ist. Der Kragen 8 verkrallt sich im Bereich des Hintergriffs in die Oberfläche des ersten Bauteils 1 . Der Schaft 6 des Hilfsfügeteils 3 ragt durch eine Durchgangsöffnung 16 durch das erste Bauteil 1 zum zweiten Bauteil 2.

Das erste Bauteil 1 ist bei dem gezeigten Beispiel nicht vorgelocht. Die Durchgangsöffnung 16 wird mittels des Hilfsfügeteils 3 selbst eingebracht. Bei dem Hilfsfügeteil 3 handelt es sich folglich um ein die Durchgangsöffnung 16 selbstformendes bzw. -schneidendes Hilfsfügeteil 3. Dabei ist das Hilfsfügeteil 3 sogar derart geformt, dass beim Einbringen der Durchgangsöffnung 16 kein abzuführendes Material des ersten Bauteils 1 entsteht.

Aufgrund des hintergreifenden Kopfteils 7 ist das Hilfsfügeteil 3 in Einsetzrichtung 17 formschlüssig mit dem ersten Bauteil 1 verbunden. Zudem bildet bei dem gezeigten Beispiel der Schaft 6 in der sich nach unten verjüngenden Durchgangsöffnung 16 eine formschlüssige Verbindung in Einsetzrichtung 17. Schließlich ergibt sich durch die Verkrallung des Kragens 8 am Kopfteil 7 des Hilfsfügeteils 3 in die Oberfläche des ersten Bauteils 1 eine kraftschlüssige Verbindung. Als Nächstes werden das Hilfsfügeteil 3 und das zweite Bauteil 2 mittels einer nicht im Detail gezeigten Laserschweißeinrichtung 18 miteinander verschweißt (Figur 1 c). Die Laserschweißeinrichtung 18 war bereits vor dem Einbringen des Hilfsfügeteils 3 in das erste Bauteil 1 für den Schweißvorgang relativ zu den Bauteilen 1 , 2 positioniert. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ein Laserstrahl 19 entlang einer Einfallsachse 20 auf die Bauteile 1 , 2 lenkbar ist, welche mit einer Einsetzachse 20 der Einsetzeinrichtung 14 zusammenfällt. Ein Positioniervorgang zwischen dem Einbringen und dem Schweißen ist folglich nicht erforderlich. Die Bauteilhalter 1 1 , 12 können an den Bauteilen 1 , 2 angelegt bleiben. Im Falle des in Fig. 1 c gezeigten Beispiels wird das zweite Bauteil 2 von der dem Hilfsfügeteil 3 abgewandten Seite 21 bis zum Hilfsfügeteil 3 aufgeschmolzen, bis der Schaft 6 des Hilfsfügeteils 3 und das zweite Bauteil 2 miteinander verschweißt sind. Aus Fig. 1 c ist ersichtlich, dass der Laserstrahl 19 zum Verschweißen des Hilfsfügeteils 3 und des zweiten Bauteils 2 durch den Bauteilhalter 12 hindurch auf das zweite Bauteil 2 gelenkt wird. Insbesondere bildet der Bauteilhalter 12 eine Strahlenschutzeinrichtung 22 der Laserschweißeinrichtung 18.

Das Hilfsfügeteil 3 und das zweite Bauteil 2 werden unter Veränderung der Fokuslage des Laserstrahls 19 miteinander verschweißt, so dass eine flächige Schweißverbindung 23 erzeugt wird. Um eine möglichst stabile Schmelzzone zu gewährleisten, wird die Fokuslage beim Schweißvorgang mit einer relativ kleinen Amplitude und einer relativ hohen Frequenz hin- und her bewegt (Wobbein). Die Änderung der Fokuslage wird vorzugsweise durch eine nicht gezeigte Scanneroptik der Laserschweißeinrichtung 18 bewirkt.

Das Hilfsfügeteil 3 und das zweite Bauteil 2 sind nun fest über die Schweißverbindung 23 miteinander verbunden. Während des Schweißvorgangs und optional während einer Abkühlphase nach dem Schweißvorgang wird der Bauteilverbund mittels der Bauteilhalter 1 1 , 12, und dem Stempel 13 zusammengehalten.

Abschließend werden die Bauteilhalter 1 1 , 12 und der Stempel 13 zurückgezogen und die fertiggestellte Fügeverbindung 4 freigegeben. Es ergeben sich die in Fig. 1d gezeigten Verhältnisse.

Die Figuren 2a - d zeigen die Verhältnisse bei einem zweiten Beispiel für ein Fügeverfahren von zwei Bauteilen 1 , 2 mit Hilfe eines Hilfsfügeteils 3, welches mit dem ersten Bauteil 1 form- und/oder kraftschlüssig verbunden wird und anschließend mit dem zweiten Bauteil 2 laserverschweißt wird. In vielen Aspekten entspricht das Verfahren nach den Figuren 2 a - d dem Verfahren nach den Figuren 1 a - d, so dass auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen werden kann, und im Folgenden lediglich die Unterschiede erläutert werden.

Im Unterschied zu dem Hilfsfügeteil 3 gemäß den Figuren 1 a - d weist das Hilfsfügeteil 3 gemäß den Figuren 2 a - d eine mittige Aussparung 25 auf. Das Hilfsfügeteil 3 ist insbesondere hohlnietförmig ausgebildet. Des Weiteren wird beim Schweißvorgang das Hilfsfügeteil 3 von der dem zweiten Bauteil 2 abgewandten Seite 26 bis zum zweiten Bauteil 2 aufgeschmolzen (Figur 2c). Zu diesem Zweck ist mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ein Laserstrahl 19 durch die Einsetzeinrichtung 14 hindurch, insbesondere durch den Stempel 13, auf das Hilfsfügeteil 3 lenkbar. Das Hilfsfügeteil 3 wird am Boden 27 der mittigen Aussparung 25 mit dem zweiten Bauteil 2 verschweißt. Dank der Aussparung 25 reduziert sich das aufzuschmelzende Material des Hilfsfügeteils 3.

Anhand Figur 3 wird ein weiteres Beispiel eines Fügeverfahrens erläutert. Im Unterschied zu den bereits beschriebenen Verfahren, wird bei diesem Verfahren ein Hilfsfügeteil 3 verwendet, das die Durchgangsöffnung 16 im ersten Bauteil 1 nicht selbst formt. Der Schaft 6 des massiven, nietförmigen Hilfsfügeteils 3 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und wird in ein bereits vorgelochtes erstes Bauteil 1 eingesetzt. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass das Hilfsfügeteil 3 beim Einsetzen zwar die Durchgangsöffnung 16 formt, insbesondere ausstanzt, wobei in diesem Fall aber Material vom ersten Bauteil 1 abgetrennt wird und abgeführt werden muss. Aus diesem Grunde erfolgt bei dieser Variante das Einbringen des Hilfsfügeteils 3, bevor das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 in der zu verbindenden Lage aneinander liegen, da ansonsten das zweite Bauteil 2 das Abführen des abgetrennten Materials behindern würde.

Figur 3 zeigt die Verhältnisse beim Schweißvorgang. Das zweite Bauteil 2 wird von der dem Hilfsfügeteil 3 abgewandten Seite 15 bis zum Hilfsfügeteil 3 aufgeschmolzen und der Schaft 6 des Hilfsfügeteils 3 mit dem zweiten Bauteil 2 verschweißt. In Figur 3 ist ein Umlenkspiegel 28 einer ansonsten nicht weiter gezeigten Scanneroptik der Laserschweißeinrichtung 18 gezeigt. Der Spiegel 28 kann ein- oder zweiachsig gelagert sein, damit das Hilfsfügeteil 3 und das zweite Bauteil 2 unter Veränderung der Fokuslage des Laserstrahls 19 miteinander verschweißt werden können. Wiederum kann erforderlichenfalls das sogenannte Wobbein zum Einsatz kommen. Anhand Figur 4 wird ein weiteres Beispiel eines Fügeverfahrens erläutert. Auch in diesem Fall handelt es sich um ein Hilfsfügeteil 3, das die Durchgangsöffnung 16 nicht selbst beim Einsetzen bildet oder zumindest nicht abfallfrei bildet. Im Unterschied zu dem Beispiel gemäß Figur 3 ist das Hilfsfügeteil 3 mit einer mittigen Aussparung 25 hohlnietförmig ausgebildet. Beim Schweißvorgang wird der Laserstrahl 19 auf den Boden 27 der mittigen Aussparung 25 gerichtet und das Hilfsfügeteil 3 bis zum zweiten Bauteil 2 aufgeschmolzen und mit diesem verschweißt.

Figur 5 zeigt eine Fügevorrichtung 10 zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem in Figur 3 gezeigten Beispiel. Die Fügevorrichtung 10 weist eine Einsetzeinrichtung 14, mittels derer das Hilfsfügeteil 3 in das erste Bauteil 1 einbringbar ist, und eine Laserschweißeinrichtung 18 auf, mittels derer das eingebrachte Hilfsfügeteil 3 und ein zweites Bauteil 2 miteinander verschweißbar sind. Die Laserschweiß- und die Einsetzeinrichtung 18, 14 sind an einem gemeinsamen Träger 30 für eine gemeinsame Positionierung relativ zu den zu verbindenden Bauteilen 1 , 2 angebracht. Des Weiteren umfasst die Fügevorrichtung 10 zwei Bauteilhalter 1 1 , 12, die verfahrbar an dem gemeinsamen Träger 30 befestigt sind.

Die Einsetzeinrichtung 14 umfasst einen kraft - und/oder weggesteuerten Stempel 13 zum Einsetzen des Hilfsfügeteils 3 in das erste Bauteil 1 , der in den Bauteilhalter 1 1 integriert ist. Die Laserschweißeinrichtung 18 ist auf Seiten des gegenüberliegenden Bauteilhalters 12 angeordnet, der zusätzlich zum Fixieren der Bauteile 1 , 2 auch als Strahlenschutzeinrichtung 22 dient. Optional weist die Laserschweißeinrichtung 18 eine an dem Bauteilhalter 12 befestigte Einrichtung 31 zur Prozessgaszufuhr auf. Zum Positionieren des Laserstrahlfokus ist eine nicht weitere gezeigte Scanneroptik vorgesehen, mittels derer ein Laserstrahl 19 auf die dem Hilfsfügeteil 3 abgewandte Seite 21 des zweiten Bauteils 2 durch den Bauteilhalter 12 hindurch lenkbar ist, um das Hilfsfügeteil 3 und das zweite Bauteil 2 miteinander zu verschweißen. Mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ist ein Laserstrahl 19 entlang einer Einfallsachse 20 auf die Bauteile 1 , 2 lenkbar, welche mit einer Einsetzachse 20 der Einsetzeinrichtung 14 zusammenfällt.

Figur 6 zeigt eine Fügevorrichtung 10 zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem in Figur 1 gezeigten Beispiel. Die Fügevorrichtung 10 weist ebenfalls eine Einsetzeinrichtung 14 und eine Laserschweißeinrichtung 18 auf. Die Laserschweiß- und die Einsetzeinrichtung 18, 14 sind an einer gemeinsamen Trägerplatte 32 angebracht. Die Trägerplatte 32 weist nicht gezeigte Aufnahmen für den Anschluss an einen Industrieroboter auf.

Die Einsetzeinrichtung 14 ist in einen Bauteilhalter 1 1 integriert und über einen Zangenarm 33 kraft- und oder weggesteuert verfahrbar an der Trägerplatte 32 befestigt. Zum Antrieb des Zangenarms 33 dient eine am Gehäuse 34 der Laserschweißeinrichtung 18 angebrachte Antriebseinheit 35. Der Zangenarm 33 weist eine integrierte Wasserkühlung (nicht gezeigt) zur Kühlung der Laseroptik auf.

Die Laserschweißeinrichtung 18 ist mit einer Einrichtung 36 zur Prozessgaszufuhr und zum Strahlenschutz versehen. Zum Positionieren des Strahlfokus ist eine nicht weiter gezeigte Scanneroptik vorgesehen, mittels derer ein Laserstrahl 19 auf die dem Hilfsfügeteil 3 abgewandte Seite 21 des zweiten Bauteils 2 lenkbar ist. Auch im Falle der Vorrichtung 10 gemäß Figur 6 ist mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ein Laserstrahl 19 entlang einer Einfallsachse 20 auf die Bauteile 1 , 2 lenkbar, welche mit einer Einsetzachse 20 der Einsetzeinrichtung 14 zusammenfällt.

Figur 7 zeigt eine Fügevorrichtung 10 zum Durchführen eines Fügeverfahrens gemäß dem in Figur 2 gezeigten Beispiel. Die Fügevorrichtung 10 weist ebenfalls eine Einsetzeinrichtung 14 und eine Laserschweißeinrichtung 18 auf, die an einer gemeinsamen Trägerplatte 32 angebracht sind, welche nicht gezeigte Aufnahmen für den Anschluss an einen Industrieroboter aufweist.

Die Einsetz- 14 und die Laserschweißeinrichtung 18 sind in einem kombinierten Bearbeitungskopf 37 angeordnet, welcher kraft- und oder weggesteuert verfahrbar an einem Basisgehäuse 38 befestigt ist, das fest auf der Trägerplatte 32 montiert ist. Der kombinierte Bearbeitungskopf 37 ist zudem mit einem Magazin 39 für Hilfsfügeteile 3 versehen. Aus dem Magazin 39 sind die Hilfsfügeteile 3 einzeln der Einsetzeinrichtung 14 zuführbar. Zum kraft- und/oder weggesteuerten Einsetzen bzw. Einpressen eines Hilfsfügeteils 3 wird der Bearbeitungskopf 37 verfahren, wobei ein Stempel 13 das Hilfsfügeteil 3 in das erste Bauteil 1 drückt. Der Stempel 13 ist in einen Bauteilhalter 1 1 integriert, der zugleich eine Strahlenschutzeinrichtung 22 der Laserschweißeinrichtung 18 bildet.

Außerdem weist die Fügevorrichtung 10 einen Zangenarm 33 mit einem dem Bearbeitungskopf 37 gegenüberliegenden Bauteilhalter 12 auf. Der Zangenarm 33 ist mittels einer Antriebeinheit 35 kraft- und/oder weggesteuert verfahrbar in dem Basisgehäuse 38 gelagert. Wiederum ist mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ein Laserstrahl 19 entlang einer Einfallsachse 20 auf die Bauteile 1 ,2 lenkbar, welche mit einer Einsetzachse 20 der Einsetzeinrichtung 14 zusammenfällt.

Bei dem Beispiel gemäß Figur 7 ist mittels der Laserschweißeinrichtung 18 ein Laserstrahl 19 zum Verschweißen des Hilfsfügeteils 3 und des zweiten Bauteils 2 durch die Einsetzeinrichtung 14 hindurch auf das Hilfsfügeteil 3 lenkbar.

Im Falle sämtlicher beispielhafter Fügevorrichtungen wird vorzugsweise ein Laserstrahl eines Festkörperlasers verwendet. Beispielsweise wird ein diodengepumpter Scheibenlaser eingesetzt. Als Beispiel ist der TruDisk 4001 der Fa. Trumpf Laser GmbH zu nennen. Er weist eine mittlere Leistung von bis zu 750 Watt auf. Die Wellenlänge beträgt 1030 ηιτι bei einer Strahlqualität von 4 mm-mrad. Alternativ könnte beispielsweise auch der TruDiode 4006 Fa. Trumpf Laser GmbH verwendet werden.

Alternativ oder ergänzend zu den bereits erläuterten Ausprägungen eines Fügeverfahrens kann es - wie bereits weiter oben erwähnt - von Vorteil sein, wenn das Hilfsfügeteil 3 beim Einbringen in das erste Bauteil 1 plastisch verformt wird. Zum einen kann das Hilfsfügeteil 3 im Bereich der zu bildenden Schweißverbindung 23 mit dem zweiten Bauteil 2 plastisch verformt werden, um eine gute Anlage an das zweite Bauteil 2 zu gewährleisten. Zum anderen kann die plastische Verformung die Ausbildung einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem ersten und/oder zweiten Bauteil 1 ,2 zumindest unterstützen.

Um die erforderliche Kraft zum Einbringen der Durchgangsöffnung 16 in das erste Bauteil 1 durch das Hilfsfügeteil 3 zu reduzieren, ist es gegebenenfalls vorteilhaft, das erste Bauteil 1 mittels eines Laserstrahls 19 in dem Bereich zu erweichen, in welchen die Durchgangsöffnung 16 eingebracht wird. Bei manchen Verhältnissen kann eine zusätzliche stoffschlüssige Befestigung des Hilfsfügeteils 3 an dem ersten Bauteil 1 dienlich sein. Vorzugsweise kann diese mittels Laserschweißen eingebracht werden.

Die beschriebenen Fügeverfahren sind nicht auf das Verbinden von zwei Bauteilen beschränkt. Es ist durchaus denkbar, dass drei oder mehr Bauteile auf die beschnebene Weise miteinander verbunden werden. Insbesondere können mehrere nicht oder schlecht verschweißbare Bauteile zugleich mit einem Hilfsfügeteil kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden, und anschließend das Hilfsfügeteil mit einem schweißbaren Bauteil verschweißt werden.