mit einem zweiten Werkstück

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück an einer Fügestelle, wobei das erste Werkstück ein schichtförmiges Laminat aufweist, das zumindest eine Metallschicht und eine damit verbundene Kunst stoffschicht aufweist, und wobei das zweite Werkstück zumindest eine Metallschicht aufweist, und wobei das erste Werkstück an der Fügestelle an dem zweiten Werkstück anliegt, so dass sich eine Schichtanordnung ergibt, die eine außenseitige erste Metall schicht des einen Werkstückes aufweist, und bei der die Kunststoffschicht zwischen der außenseitigen ersten Metallschicht und einer weiteren Metallschicht des anderen Werk stückes angeordnet ist.

[0002] Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, mit der insbesondere das vorstehend genannte Verfahren ausgeführt werden kann. [0003] Es sind Werkstücke aus Hybridwerkstoffen bekannt geworden, die ein schichtförmiges Laminat aufweisen. Ein solches schichtförmiges Laminat vereint die klassischen Werk stoffe Metall, insbesondere Stahl, und Kunststoff miteinander. Ein schichtförmiges Lami nat weist üblicherweise zwei äußere Metallschichten und eine Kunststoffschicht zwischen den beiden äußeren Metallschichten auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein schichtförmiges Laminat aber auch nur eine Metallschicht und eine damit verbundene Kunststoffschicht aufweisen. Die Metallschicht oder -schichten kann bzw. können dünnes Stahlblech sein, und die Kunststoffschicht kann eine ein- oder mehrlagige Polymerschicht sein, die gegebenenfalls faserverstärkt ist. Solche Hybridwerkstoffe haben gegenüber den herkömmlichen Werkstoffen den Vorteil, dass sie deutlich leichter sind als herkömmliches Stahlvollblech, aber auch zugleich biege- und beulsteif sind. Aus diesem Grund eignen sich derartige schichtförmige Laminate sehr gut für den Karosseriebau von Kraftfahrzeu gen.

[0004] Ein schichtförmiges Laminat mit einer Kunststoffschicht stellt allerdings hohe

Anforderungen an die Fügetechnik, wenn ein solches schichtförmiges Laminat mit einem anderen Werkstück durch Widerstandspressschweißen, insbesondere Widerstandspunkt schweißen gefügt werden soll, unabhängig ob das andere Werkstück ein Vollmetallwerk stück ist oder ebenfalls ein schichtförmiges Laminat aus Metall und Kunststoff ist.

[0005] Bisher wurden zum Fügen eines Werkstückes, das ein schichtförmiges Laminat aufweist, mit einem anderen metallischen Werkstück durch Widerstandspunktschweißen drei Elektroden verwendet. Zwei von diesen Elektroden bilden dabei ein Paar Elektroden zum Schweißen, die von gegenüberliegenden Außenseiten der Anordnung aus erstem und zweiten Werkstück angreifen, d.h. eine Elektrode befindet sich auf einer ersten Außensei te der Werkstückanordnung, und die andere auf der der ersten Außenseite gegenüberlie genden Außenseite der Werkstückanordnung. Dies bedingt es, dass beide Außenseiten der Werkstückanordnung metallisch sein müssen, um den Stromfluss zwischen beiden Elektroden zu gewährleisten. Des Weiteren bilden zwei der drei Elektroden ein weiteres Elektrodenpaar, das von der Außenseite des mit dem Laminat zu fügenden Werkstückes angreift, und mit dem über eine Vorerwärmung die für das nachfolgende Punktschweißen erforderliche Umgebungsparameter des Schweißpunktes, insbesondere Temperatur und elektrische Leitfähigkeit, hergestellt werden. Durch die Vorerwärmung wird dabei die Kunststoffschicht soweit aufgeweicht, dass sie schmilzt, so dass durch Ausüben eines Druckes auf die Werkstückanordnung die außenseitigen Metallschichten in Kontakt gebracht werden, so dass mit den beiden Elektroden des zuerst genannten Elektroden paars die Schweißung durchgeführt werden kann.

[0006] Dieses bisherige Verfahren hat folgende Nachteile. Das schichtförmige Laminat kann nur mit einem Stahlvollblech geschweißt werden. Das Schweißen des Laminats mit bei spielsweise einem rohrförmigen Werkstück ist zumindest mit einfacher Elektrodengeomet rie nicht möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Erwärmung der Kunststoff schicht des schichtförmigen Laminats über die Außenseite des mit dem Laminat zu fügenden zweiten Werkstückes erfolgt. Hierzu wird nämlich eine flächige Elektrode am zweiten Werkstück benötigt, um das schichtförmige Laminat durch das zweite Werkstück hindurch zu erwärmen, wobei der Bereich der Erwärmung signifikant größer ist als die Fügestelle bzw. der Schweißpunkt selbst. Auch hier besteht wiederum eine besondere Schwierigkeit, wenn das mit dem Laminat zu fügende Werkstück ein Rohr ist. Durch die vorstehend beschriebene 3-Elektroden-Anordnung ist die Schweißvorrichtung außerdem komplex und aufwändig. Das bisherige Verfahren bedingt nachteilhafterweise außerdem eine geometrische wie elektrisch-thermische Abstimmung der Verfahrensparameter mit drei unterschiedlichen Elektroden.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll das Verfahren mit gegenüber dem herkömmlichen Verfahren verringertem Aufwand durchführbar sein. Mit dem Verfah ren und der Vorrichtung soll es insbesondere möglich sein, nicht nur blech- bzw. platinen förmige Werkstücke miteinander zu fügen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens soll weniger komplex und weniger kostenaufwändig sein.

[0008] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Fügen eines ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück an einer Fügestelle bereitgestellt, wobei das erste Werkstück ein schichtförmiges Laminat aufweist, das zumindest eine Metallschicht und eine damit verbundene Kunststoffschicht aufweist, und wobei das zweite Werkstück zumindest eine Metallschicht aufweist, und wobei das erste Werkstück an der Fügestelle an dem zweiten Werkstück anliegt, so dass sich eine Schichtanordnung ergibt, die eine außenseitige erste Metallschicht des einen Werkstückes aufweist, und bei der die Kunststoffschicht zwischen der außenseitigen ersten Metallschicht und einer weiteren Metallschicht des anderen Werkstückes angeordnet ist, mit den Schritten:

Wärmeleitendes Einträgen von instantaner elektrischer Stromwärme lokal im Bereich der Fügestelle durch die außenseitige erste Metallschicht hindurch, um die Kunststoffschicht im Bereich der Fügestelle aufzuweichen,

Pressen der Schichtanordnung im Bereich der Fügestelle, um die außenseitige erste Metallschicht und die weitere Metallschicht an der Fügestelle miteinander in Kontakt zu bringen,

Widerstandspressschweißen der außenseitigen ersten Metallschicht und der weiteren Metallschicht an der Fügestelle mittels einer an die außenseitige erste Metallschicht angesetzten Schweißelektrode.

[0009] Weiterhin erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Fügen eines ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück und einer Fügestelle bereitgestellt, wobei das erste Werk stück ein schichtförmiges Laminat aufweist, das zumindest eine Metallschicht und eine damit verbundene Kunststoffschicht aufweist, und wobei das zweite Werkstück zumindest eine weitere Metallschicht aufweist, und wobei das erste Werkstück an der Fügestelle an dem zweiten Werkstück anliegt, so dass sich eine Schichtanordnung ergibt, die eine außenseitige erste Metallschicht aufweist, und bei der die Kunststoffschicht zwischen der außenseitigen ersten Metallschicht und der weiteren Metallschicht angeordnet ist, mit:

Mitteln zum wärmeleitenden Einträgen von instantaner elektrischer Stromwärme lokal im Bereich der Fügestelle durch die außenseitige erste Metallschicht hindurch, um die Kunststoffschicht im Bereich der Fügestelle aufzuweichen, Mitteln zum Pressen der Schichtanordnung im Bereich der Fügestelle, um die außenseiti ge erste Metallschicht und die weitere Metallschicht an der Fügestelle miteinander in Kontakt zu bringen, einer bestrombaren Schweißelektrode zum Widerstandspressschweißen der außenseiti gen ersten Metallschicht und der weiteren Metallschicht an der Fügestelle, wobei die Schweißelektrode an einer selben Arbeitsseite angeordnet ist wie die Mittel zum Einträ gen der Stromwärme.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren löst sich von dem bisherigen Konzept, das Aufweichen bzw. Aufschmelzen der Kunststoffschicht im schichtförmigen Laminat und das Schweißen von gegenüberliegenden Außenseiten der Werkstückanordnung aus erstem und zweiten Werkstück durchzuführen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Aufweichen bzw. Aufschmelzen der Kunststoffschicht in dem schichtförmigen Laminat vielmehr von derselben außenseitigen ersten Metallfläche der Schichtanordnung her wie das Schwei ßen der außenseitigen Metallschicht mit der weiteren Metallschicht. Die außenseitige erste Metallschicht kann dabei die vom anderen Werkstück abgewandte außenseitige Metallschicht des Laminats sein, und die weitere Metallschicht kann die einzige Metall schicht des anderen Werkstückes sein, bspw. wenn dieses als Vollmetallwerkstück ausgebildet ist, oder die weitere Metallschicht kann die dem Laminat zugewandte außen seitige Metallschicht des anderen Werkstückes sein, wenn dieses ebenfalls als schicht förmiges Laminat ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die außenseitige erste Metallschicht die vom anderen Werkstück abgewandte außenseitige Metallschicht des Laminats ist, da kein Wärmeübertrag vom zweiten Werkstück auf das Laminat erforderlich ist, wie dies bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist. Der Stromwärmeeintrag in die Kunststoffschicht kann auch gezielter und insbesondere lokal auf die Fügestelle begrenzt durchgeführt werden. Dadurch, dass der Wärmeeintrag in die Kunststoffschicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gezielter und lokaler an der Fügestelle erfolgen kann, werden auch Gasemissionen, die durch die aufgeschmolzene Kunststoffschicht verursacht werden, deutlich reduziert gegenüber den bisherigen Verfahren, bei denen das schichtförmige Laminat flächig aufgeheizt wird. Der Stromwärmeeintrag in die Kunststoff schicht erfolgt des Weiteren instantan, worunter eine Zeitdauer von vorzugsweise weniger als 5 Sekunden, weiter vorzugsweise weniger als 3 Sekunden, weiter vorzugsweise

weniger als 1 Sekunde verstanden wird.

[0011] Auch das Pressen der Schichtanordnung und damit des Laminats wird an der Fügestelle vorzugsweise von der außenseitigen ersten Metallschicht her durchgeführt, um diese mit der weiteren Metallschicht in Kontakt zu bringen. "In Kontakt Bringen" bedeutet hier nicht zwingend einen mechanischen Kontakt, sondern ein elektrischer oder galvanischer Kontakt ist ausreichend, so dass ein elektrischer Stromfluss von der einen Metallschicht in die andere Metallschicht möglich ist. Beispielsweise können zwischen der außenliegen den ersten Metallschicht und der weiteren Metallschicht eine oder mehrere weitere Metallschichten des einen und/oder anderen der beiden Werkstücke vorhanden sein, durch die der Stromfluss dann zusätzlich hindurchgeht. Es ist aber auch möglich, dass das Pressen die beiden genannten Metallschichten auch mechanisch in Kontakt bringt.

[0012] Weiter erfindungsgemäß findet das Widerstandspressschweißen der außenseitigen

ersten Metallschicht des einen Werkstückes und der weiteren Metallschicht des anderen Werkstückes an der Fügestelle mittels einer Schweißelektrode statt, die an die außensei tige erste Metallschicht angesetzt wird. Somit finden alle vorstehend genannten Arbeits schritte von derselben Außenseite der Werkstückanordnung aus erstem und zweitem Werkstück her statt, vorzugsweise von der Außenseite des Laminats her. Damit können technische Einrichtungen, wie beispielsweise ein Elektrodenpaar, deren Elektroden von gegenüberliegenden Außenseiten der Anordnung angreifen, vollständig entfallen. Außer dem lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Laminat mit einem nicht platinenförmigen Werkstück, insbesondere einem Werkstück, das eine komplexe Geometrie aufweist, oder das beispielsweise in Form eines Hohlkörpers ausgebildet ist, zusammenschweißen. Es ist sogar möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Laminat mit einem Werkstück zu fügen, das beispielsweise ganz oder teilweise kugelförmig ist, oder das in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedliche Krümmungsradien aufweist, wie beispielsweise ein gekrümmtes Rohr.

[0013] Beim Widerstandspressschweißen mit der Schweißelektrode gemäß dem

erfindungsgemäßen Verfahren kann der Stromkreis über die weitere Metallschicht oder allgemein über das Werkstück, das die weitere Metallschicht aufweist, geschlossen

werden, ohne dass hierzu eine Elektrodenanordnung an diesem Werkstück erforderlich ist.

[0014] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die gleichen Vorteile auf wie das

erfindungsgemäße Verfahren. Darüber hinaus benötigt die Vorrichtung lediglich techni sche Einrichtungen, die im Betrieb der Vorrichtung auf einer einzigen Arbeitsseite der Werkstückanordnung angeordnet sind, um die oben genannten Schritte des erfindungs gemäßen Verfahrens auszuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit weniger aufwändig und weniger komplex.

[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Widerstandspressschweißen mit der

Schweißelektrode der Schweißstromkreis über die weitere Metallschicht oder über das Werkstück, das die weitere Metallschicht aufweist, geschlossen.

[0016] Vorteilhafterweise kann hierdurch eine Schweißgegenelektrode, die an das zweite

Werkstück angesetzt wird, gänzlich entfallen.

[0017] Das Einträgen von instantaner elektrischer Stromwärme durch die außenseitige erste

Metallschicht hindurch kann ein Ansetzen einer Vorheizelektrode an die außenseitige erste Metallschicht im Bereich der Fügestelle und ein Bestromen der Vorheizelektrode aufweisen.

[0018] Das Einträgen von Stromwärme in die Kunststoffschicht über eine bestrombare

Vorheizelektrode hat den Vorteil, dass der Wärmeeintrag in die Kunststoffschicht gezielt lokal und in sehr kurzer Zeit, beispielsweise weniger als 1 Sekunde erfolgen kann, um die Kunststoffschicht aufzuweichen. Die Stromstärke der Bestromung der Vorheizelektrode wird ausreichend hoch gewählt, beispielsweise im Bereich von über 1 kA. Die außenseiti ge erste Metallschicht, an deren Außenseite die Vorheizelektrode angesetzt wird, wird dadurch auf eine ausreichend hohe Temperatur angehoben, um nur in dem Bereich, in dem die Vorheizelektrode angesetzt ist, die Kunststoffschicht hinreichend aufzuweichen. [0019] In weiterer Ausgestaltung kann das wärmeleitende Einträgen von instantaner elektrischer Stromwärme durch die außenseitige erste Metallschicht hindurch ein induktives Erwärmen der außenseitigen ersten Metallschicht aufweisen.

[0020] Durch Induktion kann die außenseitige erste Metallschicht ebenfalls sehr rasch erwärmt werden, um die darunter liegende Kunststoffschicht aufzuschmelzen. Der Stromwärme eintrag in die Kunststoffschicht kann hierbei ebenfalls gezielt lokal auf die Fügestelle begrenzt durchgeführt werden. Der Vorteil eines induktiven Wärmeeintrags ist, dass der Wärmeeintrag berührungslos erfolgen kann. Hierzu kann beispielsweise zumindest eine Induktionsspule verwendet werden. Die Induktionsspule kann optional in die Schwei ßelektrode integriert sein, so dass eine separate Vorheizelektrode entfallen kann.

[0021] Weiter vorzugsweise wird während des Pressens der Schichtanordnung und damit

Pressens des Laminats die Vorheizelektrode nicht mit Strom beaufschlagt. Die Vorheiz elektrode kann während des Pressens von der außenseitigen ersten Metallschicht beabstandet werden.

[0022] Weiter vorzugsweise wird das Pressen mittels der Schweißelektrode durchgeführt.

[0023] Der Vorteil hierbei ist, dass auf ein zusätzliches Presswerkzeug verzichtet werden kann und die Schweißelektrode zwei Funktionen ausüben kann, nämlich einerseits das Pres sen der Schichtanordnung, um die außenseitige erste Metallschichten und die weitere Metallschicht miteinander in Kontakt zu bringen, und das Schweißen dieser beiden Metallschichten.

[0024] Vorzugsweise wird die Schweißelektrode während des Pressens nicht bestromt.

Hierdurch wird vorteilhafterweise ein vorzeitiges Schweißen des ersten Werkstückes an das zweite Werkstück vermieden, da eine solche unerwünschte vorzeitige Schweißung fehlerhaft sein kann. Erst wenn ein ausreichender Stromfluss zwischen der außenseitigen ersten Metallschicht und der weiteren Metallschicht durch das Pressen sichergestellt ist, wird die Schweißelektrode aktiviert. [0025] Wie bereits oben erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn das Einträgen von Stromwärme in die Kunststoffschicht lokal auf den Bereich der Fügestelle begrenzt ist. Hierdurch wird ein Aufweichen oder gar Aufschmelzen und Vergasen der Kunststoffschicht in nicht zu fügenden Bereichen des Laminats vermieden, wodurch nicht nur Gasemissionen reduziert werden, sondern auch die mechanischen Eigenschaften des Laminats nicht beeinträchtigt werden.

[0026] Vorzugsweise wird das Einträgen von Stromwärme zum Zwecke des Aufweichens der

Kunststoffschicht so durchgeführt, dass sich eine homogene Temperaturverteilung in der außenseitigen ersten Metallschicht und damit in der Kunststoffschicht im Bereich der Fügestelle durchgeführt. Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund der homogenen Tempera turverteilung auch das Aufweichen der Kunststoffschicht im Bereich der Fügestelle homogen ist, und damit beim Pressen des Laminats die außenseitige erste Metallschicht und die weitere Metallschicht im Bereich der Fügestelle in gleichmäßigen Kontakt ge bracht werden können.

[0027] Das Pressen kann auch ein Prägen der Schichtanordnung umfassen. Hierbei ist von

Vorteil, dass ein weiterer Arbeitsschritt insbesondere mittels der Schweißelektrode, vorzugsweise im unbestromten Zustand, durchgeführt werden kann, wodurch die Schwei ßelektrode eine weitere Funktion erhält.

[0028] Im Unterschied zu den herkömmlichen Verfahren kann bei dem erfindungsgemäßen

Verfahren sowohl das erste als auch das zweite Werkstück jeweils ein schichtförmiges Laminat aufweisen, das zumindest eine Metallschicht und eine damit verbundene Kunst stoffschicht aufweist. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Fügen zweier schichtförmiger Laminate aneinander verwendet werden.

[0029] Zumindest eines der Werkstücke kann ein schichtförmiges Laminat aufweisen, das

zwischen zwei Metallschichten eine Kunststoffschicht aufweist.

[0030] Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann ein ein- oder zweikomponentiger

Klebstoff an der Fügestelle zwischen die beiden Werkstücke eingebracht werden, der in der Umgebung der beim Widerstandspressschweißen entstehenden Schweißlinse

aushärtet. Hierdurch kann die Fügung vorteilhaft verstärkt werden.

[0031] In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Mittel zum Einträgen von Stromwärme eine bestrombare Vorheizelektrode auf.

[0032] Vorzugsweise ist die Vorheizelektrode als Ringelektrode oder Teilringelektrode

ausgebildet. Mit einer Ringelektrode oder Teilringelektrode kann auf einfache Weise auf der außenseitigen ersten Metallschicht ein homogener Temperaturspot erzeugt werden, der die darunterliegende Kunststoffschicht homogen aufweicht.

[0033] Die (unterseitige oder distalseitige) Auflagefläche der Ringelektrode, mit der sie zum

Einträgen instantaner elektrischer Stromwärme auf eines der Werkstücke aufgesetzt wird, ist vorzugsweise an die Oberflächengeometrie des Werkstückes angepasst, so dass sie gleichmäßig und flächig aufliegt. Die Auflagefläche kann in einer Ebene liegen, d.h. plan sein. Die Auflagefläche kann aber auch gewölbt sein, bspw. konkav oder konvex, ent sprechend der Oberflächengeometrie des Werkstückes. So ist bspw. eine sphärische, elliptische oder sattelförmige Kontur der Auflagefläche möglich. Die Auflagefläche der Ringelektrode 46 kann glatt sein. Sie kann aber auch eine Strombeiwert-optimierte Textur aufweisen.

[0034] Die Schweißelektrode ist vorzugsweise innerhalb der Vorheizelektrode, insbesondere koaxial zu dieser, angeordnet. Hierdurch entsteht eine besonders kompakte Anordnung aus Vorheizelektrode und Schweißelektrode.

[0035] Vorzugsweise sind die Mittel zum Einträgen von Stromwärme, die gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen als Vorheizelektrode ausgebildet sein können, in Richtung zur außenseitigen ersten Metallschicht hin bzw. von dieser weg verfahrbar. Das Gleiche gilt vorzugsweise für die Schweißelektrode.

[0036] Die Schweißelektrode und die Vorheizelektrode sind vorzugsweise relativ zueinander verfahrbar. [0037] Die vorstehend genannten Maßnahmen sind für eine automatisierte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft.

[0038] Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Vorheizelektrode und die Schweißelektrode

unabhängig voneinander bestrombar sind.

[0039] Somit können die Schritte des Eintragens von Stromwärme und des Widerstandspress schweißens durch entsprechendes automatisiertes Bestromen der Vorheizelektrode und der Schweißelektrode mit kurzen Takt- bzw. Zykluszeiten durchgeführt werden.

[0040] Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Schweißelektrode zum Pressen der

Schichtanordnung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Schweißelektrode auch zum Prägen der Schichtanordnung ausgebildet.

[0041] Die Schweißelektrode und/oder die Vorheizelektrode können dünne Kanäle für Luft- oder

Wasserkühlung aufweisen, um die Lebensdauer der Schweiß- und/oder Vorheizelektrode im hochtaktigen Serienbetrieb zu erhöhen.

[0042] Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Steuerung für die Mittel zum Einträgen von

Stromwärme, die Mittel zum Pressen und die Schweißelektrode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer oder mehreren der oben genannten Ausge staltungen auf. Die Steuerung kann insbesondere dazu ausgelegt sein, die Mittel zum Einträgen von Stromwärme, die Mittel zum Pressen und die Schweißelektrode in einem hochtaktigen automatisierten Prozess zu steuern. Die Steuerung kann dazu ausgelegt sein, die Vorheizelektrode und die Schweißelektrode in ihrer Verfahrrichtung zu bewegen, relativ zueinander zu bewegen und den Schweißstrom und den Vorheizstrom zu steuern.

[0043] Insbesondere kann die Steuerung dazu ausgelegt sein, ein automatisches Umschalten zwischen dem Vorheizstroms, mit dem die Vorheizelektrode beaufschlagt wird, und dem Schweißstrom, mit dem die Schweißelektrode beaufschlagt wird, zu steuern. [0044] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere eine Mehrzahl an insbesondere gleichzeitig arbeitenden Fügestationen aufweisen, die von einer gemeinsamen Steuerung gesteuert werden.

[0045] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben kurze

Zykluszeiten, eine gute lokale Fügung der miteinander zu fügenden Werkstücke, einen geringen Bauteilverzug durch Schweißwärme, eine gute Automatisierungsfähigkeit, eine hohe Energieeffizienz, und eignen sich sehr gut für größere Teile. Außerdem sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung an vielfältige Geometrien von Werkstücken anpassbar.

[0046] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

[0047] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu

erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0048] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit

Bezug auf diese nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum einseitigen Fügen eines ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Schweißkopfes der Vorrichtung in Fig. 1 in

Alleinstellung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Elektrodenanordnung des Schweißkopfes in Fig. 2 in Alleinstellung; Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung in Fig. 1 entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 , wobei Fig. 4 einen Verfahrensschritt eines Verfahrens zum einseitigen Fügen des ersten und zweiten Werkstückes veranschaulicht;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung in Fig. 1 entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 , wobei Fig. 5 einen weiteren Verfahrensschritt des Verfahrens zum einseitigen Fügen des ersten und zweiten Werkstückes veranschaulicht;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung in Fig. 1 entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 , wobei Fig. 6 einen weiteren Verfahrensschritt des Verfahrens zum einseitigen Fügen des ersten und zweiten Werkstückes veranschaulicht;

Fig. 7A-7C Beispiele für Werkstücke, die mit der Vorrichtung in Fig. 1 und dem Verfahren in Fig. 4 bis 6 gefügt werden können; und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, ähnlich zu Fig. 1 , zum gleichzeitigen Fügen des ersten und des zweiten Werkstückes an mehreren Fügestellen.

[0049] In Fig. 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Vorrichtung zum

einseitigen Fügen eines ersten Werkstückes 12 mit einem zweiten Werkstück 14 an einer Fügestelle 16 gezeigt. Die Geometrie des ersten Werkstückes 12 ist in Fig. 1 beispielhaft zu verstehen. Das Werkstück 12 ist in Fig. 1 als U-förmiger Körper 18 mit zwei abgewin kelten Flanschen 20 als Beispiel dargestellt. Das zweite Werkstück 14 ist beispielhaft als rohrförmiger Körper gezeigt. Das Beispiel des Werkstückes 12 zeigt, dass die Vorrichtung 10 auch an schwer zugänglichen Bereichen von aneinander zu fügenden Werkstücken gut einsetzbar ist.

[0050] Mit Bezug auf Fig. 7A bis 7C werden nachfolgend zunächst Beispiele für Strukturen erster

Werkstücke und zweiter Werkstücke beschrieben, die mit der Vorrichtung in Fig. 1 gefügt werden können. Zumindest eines der beiden Werkstücke ist dabei als schichtförmiges Laminat ausgebildet, beispielsweise das erste Werkstück 12, wie in Fig. 7A gezeigt ist. In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7A weist das erste Werkstück 12 ein schichtförmiges Laminat auf, das eine erste Metallschicht 22, eine zweite Metallschicht 24 und eine

Kunststoffschicht 26, beispielsweise eine Polymerschicht, zwischen der ersten Metall schicht 22 und der zweiten Metallschicht 24 aufweist. Die beiden Metallschichten 22 und 24 und die Kunststoffschicht 26 sind fest miteinander verbunden. Das zweite Werkstück 14 ist in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7A als Vollmetallblech 28 ausgebildet. Ein Kreis 30 bezeichnet beispielhaft die Fügestelle 16, an der die beiden Werkstücke 12 und 14 aneinander gefügt werden können. Es versteht sich, dass die Werkstücke 12 und 14 an einer Mehrzahl von Fügestellen 16 gefügt werden können, ja nach Ausgestaltung der Werkstücke und geforderter Festigkeit der daraus resultierenden Werkstückanordnung aus erstem und zweitem Werkstück 12 und 14.

[0051] Die erste Metallschicht 22 ist ein Beispiel einer außenseitigen ersten Metallschicht des einen Werkstückes, und das Vollmetallblech 28 ist ein Beispiel für eine weitere Metall schicht des anderen Werkstückes.

[0052] Fig. 7B zeigt unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7A eine

Ausgestaltung der Struktur des ersten Werkstückes 12, die nur die erste Metallschicht 22 und die damit fest verbundene Kunststoffschicht 26 aufweist. Das Werkstück 12 in Fig. 7B weist demnach nicht die zweite Metallschicht 24 auf. Das zweite Werkstück 14 weist wiederum das Vollmetallblech 28 auf. Eine beispielhafte Fügestelle 16 ist durch einen Kreis 30 bezeichnet. Bei der Werkstückanordnung in Fig. 7B ist die erste Metallschicht 22 ein Beispiel für eine außenseitige erste Metallschicht des einen Werkstücks, und das Vollmetallblech 28 ist ein Beispiel für eine weitere Metallschicht des anderen Werkstü ckes.

[0053] Fig. 7C zeigt unter Verwendung der Bezugszeichen in Fig. 7A ein weiteres

Ausführungsbeispiel für eine Struktur eines ersten Werkstückes 12 und eines zweiten Werkstückes 14. Das Werkstück 12 in Fig. 7C ist so ausgebildet wie das Werkstück 12 in Fig. 7A, d.h. als schichtförmiges Laminat mit Metallschichten 22, 24 und einer dazwischen liegenden, mit den Metallschichten 22, 24 fest verbundenen Kunststoffschicht 26. In Fig. 7C ist das zweite Werkstück 14 ebenfalls als schichtförmiges Laminat ausgebildet, und weist eine erste Metallschicht 32, eine zweite Metallschicht 34 und eine dazwischen eingebettete Kunststoffschicht 36 auf, die mit den Metallschichten 32 und 34 fest verbun- den ist. Die erste Metallschicht 22 des Werkstückes 12 ist ein Beispiel für eine außensei tige erste Metallschicht des einen Werkstückes, und die Metallschicht 32 des Werkstü ckes 14 ist ein Beispiel für eine weitere Metallschicht des anderen Werkstückes. Ebenso ist aber auch die Metallschicht 34 des Werkstückes 14 ein Beispiel für eine außenseitige erste Metallschicht des einen Werkstückes, und die Metallschicht 24 ein Beispiel für eine weitere Metallschicht des anderen Werkstückes. Eine beispielhafte Fügestelle 16 ist durch einen Kreis 30 angedeutet.

[0054] Alle zuvor genannten Metallschichten können Stahlblech oder allgemein aus Stahl

gefertigt sein.

[0055] Die Ausführungsbeispiele in Fig. 7A bis 7C sind nicht als abschließende Aufzählung von möglichen Strukturen des ersten und zweiten Werkstückes 12, 14 zu verstehen. So kann beispielsweise das Laminat in Fig. 7C des Werkstückes 14 nur die Metallschicht 32 oder die Metallschicht 34 und die Kunststoffschicht 36 aufweisen, oder nur die beiden Metall schichten 32 und 34. Die Ausführungsbeispiele in den Fig. 7A bis 7C sollen veranschauli chen, dass mit der noch zu beschreibenden Vorrichtung und dem noch zu beschreiben den Verfahren ein Laminat, das zumindest eine Metallschicht und eine Kunststoffschicht aufweist, mit einem weiteren Laminat oder mit einem ein- oder mehrlagigen Vollmetall blech, wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, gefügt werden kann.

[0056] Wieder mit Bezug auf Fig. 1 und zusätzlich auf Fig. 2 und 3 wird nachfolgend die

Vorrichtung 10 zum einseitigen Fügen des ersten Werkstückes 12 mit dem zweiten Werkstück 14 an der Fügestelle 16 beschrieben. Als Flauptbestandteile weist die Vorrich tung 10 Mittel zum wärmeleitenden lokalen Einträgen von instantaner elektrischer Strom wärme im Bereich der Fügestelle 16, Mittel zum Pressen der Schichtanordnung, die sich durch das Aneinanderliegen des ersten und zweiten Werkstückes 12, 14 ergibt, und eine bestrombare Schweißelektrode zum Widerstandspressschweißen der Werkstücke 12 und 14 aneinander auf. Diese vorstehend genannten Mittel und die Schweißelektrode sind bei der Vorrichtung in einem Schweißkopf 40 zusammengefasst, der insgesamt sehr kompakt ist und nur an einer Seite der Werkstückanordnung aus dem ersten und zweiten Werk stück 12, 14 angreift, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die für das Fügen benötigten Elektroden, und zwar eine Vorheizelektrode und eine Schweißelektrode, die nachfolgend noch

beschrieben werden, sind in dem Schweißkopf 40 zusammengefasst.

[0057] Die Mittel 42 zum Einträgen von instantaner elektrischer Stromwärme weisen eine

bestrombare Vorheizelektrode 44 auf. Die Vorheizelektrode 44 ist als Ringelektrode 46 ausgebildet, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Die Vorheizelektrode 44 kann auch als Teilrin gelektrode ausgebildet sein, d.h. als nicht über einen vollen Umfang geschlossene Elektrode.

[0058] In weiteren Ausgestaltungen können die Mittel 42 zum Einträgen von instantaner

elektrischer Stromwärme eine oder mehrere Induktionsspulen aufweisen. Die eine oder mehreren Induktionsspulen können in den Schweißkopf 40 integriert sein, beispielsweise in deie Schweißelektrode 50.

[0059] Gemäß Fig. 3 weist die Vorheizelektrode 44 einen Schaft 48 auf, an dessen äußerem

Ende die Ringelektrode 46 angeordnet ist. Die (unterseitige oder distalseitige) vorzugs weise runde, insbesondere kreisringförmige Auflagefläche der Ringelektrode 46, mit der sie auf die außenseitige erste Metallschicht aufgesetzt wird verläuft im Wesentlichen senkrecht zum Schaft 48. Die Auflagefläche kann in einer Ebene liegen, d.h. plan sein. Die Auflagefläche kann aber auch gewölbt sein, bspw. konkav oder konvex, oder allge mein an die Oberflächengeometrie des Werkstückes angepasst sein, auf das die Rin gelektrode 46 aufgesetzt wird. So ist bspw. eine sattelförmige Kontur der Auflagefläche möglich. Die Auflagefläche der Ringelektrode 46 kann glatt sein. Sie kann aber auch eine Strombeiwert-optimierte Textur aufweisen.

[0060] Die Schweißelektrode 50 ist als Punktschweißelektrode ausgebildet und weist eine

Schweißelektrodenspitze 52 auf, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Die Schweißelektrode 50 weist einen Schaft 54 auf, an dessen der Ringelektrode 46 der Vorheizelektrode 44 zugewandten Ende die Schweißelektrodenspitze 52 angeordnet ist.

[0061 ] Wie aus Fig. 2 und 3 weiter hervorgeht, ist die Schweißelektrode 50 innerhalb der

Vorheizelektrode 44 angeordnet, wobei die Schweißelektrode 50 insbesondere koaxial zur Vorheizelektrode 44 angeordnet ist. Die Vorheizelektrode kann somit auch als Au ßenelektrode und die Schweißelektrode als Innenelektrode einer koaxialen Elektrodenan ordnung bezeichnet werden.

[0062] Die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 sind gemeinsam in einem Halter 55 angeordnet. Der Halter 55 dient dabei auch zur elektrischen Kontaktierung der Vorheiz elektrode 44. Die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 sind weiterhin mit einem Antriebselement 56 verbunden, das mit einem nicht gezeigten Antrieb in Verbin dung steht. Über den Antrieb sind die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 in Richtung einer Längsachse 58 gemäß einem Doppelpfeil 60 verfahrbar. Dabei sind die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 in Richtung der Längsachse 58 unab hängig voneinander verfahrbar. Auf diese Weise können die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 einzeln oder gemeinsam in Richtung zu den Werkstücken 12 und 14 hin und von diesen weg verfahren werden, wie später noch beschrieben wird. Die Vor heizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 können über eine oder mehrere Federn (nicht gezeigt) in eine Ausgangsstellung vorgespannt sein, aus der sie gegen die Feder wirkung aktiv verfahren werden können.

[0063] Die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 sind unabhängig voneinander bestrombar. Sie sind entsprechend unabhängig voneinander kontaktiert. Die Vorheizelekt rode 44 und die Schweißelektrode 50 sind elektrisch voneinander getrennt, so dass ein direkter Stromfluss zwischen der Vorheizelektrode 44 und der Schweißelektrode 50 unterbunden ist. Die elektrische bzw. galvanische Trennung kann über Isolatoren und/oder Luftabstände erreicht werden. Das Bestromen der Vorheizelektrode 44 und der Schweißelektrode 50 bei der Durchführung des Verfahrens zum Fügen der Werkstücke 12 und 14 wird nachfolgend noch beschrieben.

[0064] Die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 können mit Kanälen zur Luft- oder

Wasserkühlung versehen sein, die in Fig. 3 mit unterbrochenen Linien 62 für die Schwei ßelektrode 50 und Linien 64 für die Vorheizelektrode 44 angedeutet sind. [0065] Die Schweißelektrode 50 dient nicht nur zum Widerstandspressschweißen, insbesondere Widerstandspunktschweißen der Werkstücke 12 und 14 aneinander, sondern stellt auch ein Mittel zum Pressen der Werkstücke 12 und 14 aneinander dar, um, wie später noch beschrieben wird, nach dem Einträgen der instantanen elektrischen Stromwärme in die Kunststoffschicht (26 und/oder 36 in Fig. 7A und 7C), die außenliegende erste Metall schicht und die weitere Metallschicht, die miteinander zu schweißen sind, miteinander in Kontakt zu bringen, so dass ein für das Schweißen erforderlicher Stromfluss durch diese Metallschichten ermöglicht wird.

[0066] Des Weiteren kann die Schweißelektrode 50 zusätzlich zum Prägen der

Werkstückanordnung aus Werkstücken 12 und 14 ausgebildet sein bzw. dafür genutzt werden.

[0067] Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine Steuerung 66 auf, die in Fig. 1 angedeutet ist, und die dazu ausgelegt ist, die Vorheizelektrode 44 und die Schweißelektrode 50 sowohl hinsichtlich ihrer Bestromung als auch ihrer Bewegung in Richtung der Längsachse 58 zu steuern.

[0068] Mit Bezug auf Fig. 4 bis 6 wird nachfolgend ein Verfahren zum einseitigen Fügen des ersten Werkstückes 12 mit dem zweiten Werkstück 14 an der Fügestelle 16 beschrieben. Fig. 4 bis 6 sind Schnittdarstellungen entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 .

[0069] Das Verfahren wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels der Struktur des

Werkstücks 12 und des Werkstücks 14 gemäß Fig. 7A erläutert. Es versteht sich jedoch, dass die nachfolgende Beschreibung in gleicher Weise auf die Ausführungsbeispiele der Strukturen der Werkstücke 12 und 14 gemäß Fig. 7B und 7C übertragbar ist, sowie auf weitere nicht gezeigte Ausführungsbeispiele von Strukturen von Werkstücken. Das Verfahren kann allgemein zum Fügen schichtförmiger Laminate mit einem anderen Werkstück aus Vollmetall oder ebenfalls aus schichtförmigem Laminat angewandt wer den. [0070] In Fig. 4 liegen die Werkstücke 12 und 14 bereits aneinander, sind jedoch noch nicht aneinander gefügt. Indem die Werkstücke 12 und 14 gemäß Fig. 4 aneinanderliegen, ergibt sich eine Schichtanordnung, die eine außenseitige erste Metallschicht, hier die Metallschicht 22 des Werkstückes 12 und eine weitere Metallschicht, hier das Vollmetall blech 28 des zweiten Werkstückes 14 aufweist. In dem Schritt in Fig. 4 wird zunächst instantan wirkende elektrische Stromwärme lokal im Bereich der Fügestelle 16 durch die außenseitige erste Metallschicht 22 hindurch eingetragen, um die Kunststoffschicht 26 im Bereich der Fügestelle 16 aufzuweichen. Das Einträgen der elektrischen Stromwärme über die äußere Metallschicht 22 des Laminats des ersten Werkstückes 12 hindurch ist insbesondere vorteilhaft, da im Unterschied zu einem Eintrag der elektrischen Stromwär me über das Vollmetallblech 28, also von der "Unterseite" des Werkstückes 14, den Vorteil hat, dass die Stromwärme unmittelbar und sehr gezielt lokal durch die üblicher weise dünne Metallschicht 22 hindurch in die Kunststoffschicht 26 eingetragen werden kann. Dieser Vorteil ist umso mehr ausgeprägt, wenn das zweite Werkstück 14, hier das Vollmetallblech 28 eine größere Stärke (Dicke) aufweist als die außenseitige erste Metall schicht 22 des Laminats des Werkstückes 12, so dass ein Wärmeeintrag über die Metall schicht 28 und zusätzlich über die Metallschicht 24 deutlich mehr Zeit benötigt als durch die Metallschicht 22 hindurch. Die durch die Metallschicht 22 hindurch eingetragene elektrische Stromwärme wirkt daher lokal und unmittelbar auf die darunterliegende Kunststoffschicht 26, ohne dass sich in störendem Ausmaß Wärme in Bereiche des Laminats außerhalb der Ringelektrode 46 der Vorheizelektrode 44 ausbreitet. Die Rin gelektrode 46 begrenzt den Bereich des Wärmeeintrages und ist im Wesentlichen nicht größer oder nur geringfügig größer als der Durchmesser der Schweißelektrode 50.

[0071] In dem Schritt des Eintragens der instantanen elektrischen Stromwärme durch die

außenseitige erste Metallschicht 22 hindurch wird die Ringelektrode 46 der Vorheizelekt rode 44 an die außenseitige erste Metallschicht 22 im Bereich der Fügestelle 16 ange setzt. Die Vorheizelektrode 44 wird dann bestromt. Fig. 4 zeigt einen Vorheizstromkreis 70 mit einer Spannungsversorgung 72. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird die Vorheizelektrode 44 über den Halter 55 kontaktiert (Kontakte 74 und 76). Der Stromfluss des Vorheizstro mes geht somit nicht durch die Werkstücke 12 und 14 hindurch, sondern nur entlang der Fläche der Metallschicht 22, die von der Ringelektrode 46 eingeschlossen ist. [0072] Wenn die Mittel 42 zum Einträgen von Stromwärme eine oder mehrere Induktionsspulen aufweisen, erfolgt das wärmeleitende Einträgen berührungslos, d.h. es wird kein mecha nischer Kontakt zwischen einer Vorheizelektrode und der äußeren Metallschicht 22 hergestellt.

[0073] Während des Eintragens der Stromwärme in die Kunststoffschicht 26 ist die

Schweißelektrode 50, wie in Fig. 4 gezeigt, vorzugsweise von der außenseitigen ersten Metallschicht 22 weg verfahren. Sie befindet sich somit in einer lichten Höhe von den Werkstücken 12 und 14 beabstandet.

[0074] Die Bestromung der Vorheizelektrode 44 kann mit einem Strom von beispielsweise

wenigen kA (Kilo-Ampere) über eine voreingestellte Zeitperiode, beispielsweise weniger als eine Sekunde erfolgen. Die Metallschicht 22 wird im Bereich der Fügestelle 16 instan- tan, d.h in einer Zeitspanne von weniger als 5, vorzugsweise sogar weniger als 1 Sekun de, auf eine ausreichend hohe und homogene Temperatur angehoben, um in dem durch die Ringelektrode 46 umschlossenen Feld, das eine Kreisfläche ist und die Fügestelle 16 überdeckt, die Kunststoffschicht 26 hinreichend aufzuweichen. Das Aufweichen der Kunststoffschicht 26 im Bereich der Fügestelle 16 erfolgt somit wesentlich schneller und gezielter als bei den herkömmlichen Verfahren, bei denen eine großflächige Vorheizelekt rode an die dem Laminat des Werkstückes 12 abgewandte Seite des zweiten Werkstü ckes 14 angelegt wird.

[0075] Fig. 5 zeigt einen dem instantanen Einträgen der elektrischen Stromwärme unmittelbar nachfolgenden Schritt des Pressens der Schichtanordnung der Werkstücke 12 und 14. Das Pressen erfolgt im Bereich der Fügestelle 16 und dient dazu, die außenseitige erste Metallschicht 22 und die weitere Metallschicht 28 an der Fügestelle 16 miteinander in Kontakt zu bringen, so dass sie elektrisch leitend verbunden sind. Durch das Pressen wird der zuvor aufgeweichte Kunststoff der Kunststoffschicht 26 im Bereich der Fügestelle 16 verdrängt. Das Pressen erfolgt mit der Schweißelektrode 50, die sich während des Pressens in unbestromtem Zustand befindet. Die Schweißelektrode 50 wird zum Pressen gemäß einem Pfeil 78 zur Metallschicht 22 hin verfahren, derart, dass die Schweißelekt rodenspitze 52 die Metallschicht 22 gegen die Metallschicht 28 des zweiten Werkstückes 14 drückt. Die Metallschicht 22 und die Metallschicht 28 berühren sich nun elektrisch leitend, und können sich auch mechanisch berühren. Während des Pressens kann die Vorheizelektrode 44 weiterhin auf der Metallschicht 22 aufliegen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann jedoch auch von der Metallschicht 22 abgehoben sein. Die Elektrodenanordnung aus Vorheizelektrode 44 und Schweißelektrode 50 ist beim Schritt des Pressens un- bestromt.

[0076] Das Pressen der Schichtanordnung, die durch das erste und zweite Werkstück 12, 14 gebildet ist, erfolgt in einer Zeitdauer von weniger als eine Sekunde.

[0077] Nunmehr kann im nächsten Schritt des Verfahrens gemäß Fig. 6 die Schweißelektrode 50 bestromt werden, um die außenseitige erste Metallschicht 22 und die weitere Metall schicht 28 an der Fügestelle 16 durch Widerstandspressschweißen zu fügen. Das Wider standspressschweißen erfolgt somit von derselben Außenseite der Werkstückanordnung 12 und 14 wie das Einträgen der instantanen elektrischen Stromwärme zum Aufweichen der Kunsstoffschicht. In Fig. 6 ist ein Schweißstromkreis 80 mit einer Spannungsversor gung 82 gezeigt ist. Die Spannungsversorgung 82 ist über einen Kontakt 84 mit der Schweißelektrode 50 verbunden, und ist über das zweite Werkstück 14, hier die weitere Metallschicht 28 der Schichtanordnung geschlossen, wie mit einem Kontakt 86 an der Metallschicht 28 gezeigt ist.

[0078] Es wird beim Widerstandspressschweißen, das hier insbesondere als Widerstandspunkt schweißen ausgeführt ist, mit einem hohen Schweißstrom von mehreren kA gearbeitet. Im Fügebereich 16 bildet sich entsprechend eine schematisch angedeutete Schweißlinse 88 aus, die die Metallschichten 22, 24 und 28 miteinander endfest verbindet.

[0079] Wenn für den Vorheizstromkreis 70 (Fig. 4) und den Schweißstromkreis 80 (Fig. 6)

dieselbe Spannungsversorgungsquelle verwendet wird, kann während des Schweißvor ganges in dem Vorheizstromkreis 70 über beispielsweise Relaisschalter 90 und 92 die Zuleitung zur Vorheizelektrode 44 unterbrochen werden. [0080] Beim oben beschriebenen Vorgang des Pressens der Werkstücke 12 und 14

gegeneinander kann dabei auch eine Prägung in die Schichtanordnung im Bereich der Fügestelle 16 mittels der Schweißelektrode 50 eingebracht werden.

[0081 ] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vor dem Schritt in Fig. 4, d.h. bevor die Werkstücke 12 und 14 aneinandergelegt werden, in den Fügespalt zwischen der Metallschicht 24 und der Metallschicht 28 ein ein- oder zweikomponentiger Klebstoff zwischen die beiden Werkstücke 12 und 14 eingebracht werden, der dann in der Umge bung der beim Widerstandspressschweißen entstehenden Schweißlinse 88 aushärtet und die Fügung verstärkt bzw. verfestigt.

[0082] Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass mit dem erfindungsgemäßen

Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung schichtförmige Laminate mit nicht platinenförmigen Werkstücken gefügt werden können, insbesondere mit Werkstücken, die als Hohlkörper ausgebildet sind, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Es versteht sich, dass das zweite Werkstück 14 in Fig. 1 , das als einseitig offenes Rohr gezeigt ist, auch als voll ständig geschlossenes Rohr ausgebildet sein kann. Es ist sogar möglich, mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Laminat mit einem Werkstück zu fügen, das beispielsweise ganz oder teilweise kugelförmig ist, oder das in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedliche Krümmungsradien aufweist, wie beispielsweise ein gekrümmtes Rohr, usw.

[0083] Fig. 8 zeigt des Weiteren, dass das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig an

mehreren Fügestellen ausgeführt werden kann. Das erste Werkstück 12 und das zweite Werkstück 14 können gleichzeitig an mehreren Fügestellen 16a und 16b bzw. noch weiteren nicht gezeigten Fügestellen gefügt werden, was mit herkömmlichen Verfahren nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand realisiert werden kann. Fig. 8 zeigt beispielhaft zwei Elektrodenanordnungen mit jeweils einem Elektrodenpaar aus Vorheizelektrode 44a und Schweißelektrode 50a bzw. Vorheizelektrode 44b und Schweißelektrode 50b, die parallel an den Fügestellen 16a und 16b arbeiten. Die Gesamtheit der Elektrodenanordnungen kann durch eine gemeinsame Steuerung oder durch jedem Elektrodenpaar individuell zugeordnete Steuerungen gesteuert werden.