Stand der Technik

Es sind Fügewerkzeugeinheiten zum Bearbeiten von Werkstücken bekannt , zum Beispiel Fügewerkzeuge mit solchen Einheiten zum Fügen durch Umformen von Werkstücken, bei denen das Werkstück zwischen zwei Abschnitten der Fügewerkzeugeinheit beim Bearbeitungsvorgang gehalten ist .

Ein Abschnitt umfasst beispielsweise ein Werkzeug oder ein Werkzeugelement der Fügewerkzeugeinheit zum Beispiel einen Stempel oder eine Matri ze .

Häufig treten bei der Frage des Einsatzes von bekannten Fügewerkzeugeinheiten unter Anwendung von alternativen oder neuen Technologien erhebliche praxisrelevante Probleme auf , was beispielsweise die Sicherheit für im Umfeld des Einsatzortes arbeitende Personen und/oder die breite praxisrelevante Anwendung zum Beispiel in automatisierten Prozessen angeht . Manche Technologien weisen für spezielle Anwendungsgebiete einerseits herausragende Vorteile auf , andererseits stehen in der praxisbezogenen Realisierung erhebliche Hürden entgegen, dass einzelne Technologien mit hohem Potential im industriellen Einsatz keine breite Anwendung finden bzw . nicht über ein Forschungs- oder Entwicklungsstadium hinausgehen .

Insbesondere beim Einsatz eines bekannten Fügewerkzeugs zum Fügen von vergleichsweise harten und spröden Materialien, bei welchem eine Erwärmung einer Fügestelle mittels eines hochenergetischen Laserstrahls stattfindet , sind erhebliche Hürden im Hinblick auf die Sicherheit der am Einsatzort arbeitenden Personen gestellt . Auch findet aufgrund einer Reflexion des hochenergetischen Laserstrahls durch die zu fügende Stelle während des Fügeprozess ein vergleichsweise hoher Energieverlust statt . Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es , eine im Hinblick auf die Nutzung alternativer Technologien verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, welche insbesondere als eine Fügewerkzeugeinheit eines Fügewerkzeugs Verwendung finden kann . Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , eine Fügewerkzeugeinheit bereitzustellen, mittels welcher eine auf Lichtenergie basierende Technologie mit werkstückseitigem Energieeintrag durch Lichtstrahlung für den Nutzer mit ausreichend hoher Sicherheit und für die automatisierte Anwendung praxistauglich und vorteilhaft einsetzbar ist .

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst .

In den abhängigen Ansprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte Varianten der Erfindung auf gezeigt .

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung aus , wobei die Vorrichtung einen dreidimensionalen Körper und eine Lichtquelle aufweist , wobei der Körper als eine Hülle ausgebildet ist , wobei die Hülle einen Hohlraum umschließt , wobei die Hülle einen Eingang und einen einzigen Ausgang aufweist , wobei der Eingang derart ausgebildet ist , dass eine elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle in den Hohlraum einstrahlbar ist , wobei eine Hülleninnenseite reflektierend für die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung vorhanden ist , wobei die Hülleninnenseite dem Hohlraum zugewandt ist , wobei der Ausgang derart ausgebildet ist , dass die sich im Hohlraum befindliche elektromagnetische Strahlung aus dem Hohlraum abstrahlen kann, wobei der Körper derart ausgebildet ist , dass die am Ausgang abstrahlende elektromagnetische Strahlung eine kleinere oder gleiche Strahlungsleistung aufweist , als die am Eingang eingestrahlte elektromagnetische Strahlung . Hierdurch ist ein vergleichsweise energetisch vorteilhaftes Fügeverfahren realisierbar . Ebenfalls kann hierdurch ein Fügeprozess realisiert werden, mittels welchem die Sicherheit der am Einsatzort arbeitenden Personen vergleichsweise einfacher gewährbar ist.

Beispielsweise ist der dreidimensionale Körper als ein Hohlkörper vorhanden. Denkbar ist, dass der dreidimensionale Körper als ein Quader, eine Kugel, als ein Polyeder oder als ein Freiformkörper vorhanden ist. Zum Beispiel umschließt die Hülle den Hohlkörper vollständig. Beispielsweise ist die Hülleninnenseite in Form einer Kugeloberfläche, als eine Quaderoberfläche oder in Form einer Polyederoberfläche vorhanden. Beispielsweise ist eine Form der Hülleninnenseite derart ausgebildet, dass im Hohlraum ein isotropes, homogenes Strahlungsfeld durch die in den Hohlraum eingestrahlte elektromagnetische Strahlung aufgrund Mehrfachreflexion der eingestrahlte elektromagnetische Strahlung an der Hülleninnenseite realisiert ist. Denkbar ist jedoch auch, dass die Form der Hülleninnenseite derart ausgebildet ist, dass eine definierte Energiedichteverteilung im Hohlraum durch die in den Hohlraum eingestrahlte elektromagnetische Strahlung realisiert ist .

Beispielweise ist die Hülleninnenseite reflektierend für die in den Hohlraum eingestrahlte elektromagnetische Strahlung ausgebildet. Denkbar ist, dass die Hülleninnenseite für die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung einen Absorptionskoeffizient kleiner 1% aufweist. Beispielsweise ist der Absorptionskoeffizient der Hülleninnenseite für die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung zwischen 0% und 1%, beispielsweise zwischen 0,00001% und 1%. Denkbar ist, dass der Absorptionskoeffizient der Hülleninnenseite für die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung kleiner 0,5% oder kleiner 0,1% oder kleiner 0,01% ausgebildet ist. Beispielsweise umfasst die Hülleninnenseite hierzu eine entsprechende Beschichtung. Denkbar ist jedoch auch, dass die Hülleninnenseite aus einem entsprechend reflektierenden Material besteht und/oder die Oberfläche der Hülleninnenseite entsprechend reflektierend bearbeitet ist. Beispielsweise ist der Hohlraum mit einem Gas befüllt , z . B . mit Luft oder Stickstof f . Vorstellbar ist auch, dass im Hohlraum ein Unterdrück oder ein Überdruck besteht . Beispielsweise besteht im Hohlraum ein Vakuum von < 10 ^A -2 bar oder < l OhPa .

Beispielsweise ist ein Eingang oder ein Ausgang als eine Öf fnung an der Hülle ausgebildet . Zum Beispiel umfasst die Hülle den Eingang und/oder den Ausgang . Denkbar ist auch, dass die Hülle im Bereich des Eingangs und/oder des Ausgangs durchlässig ist , für die elektromagnetische Strahlung, welche durch den Eingang von außen in den Hohlraum des Körpers eingestrahlt werden kann . Beispielsweise umfasst die Hülle am Eingang und/oder am Ausgang ein für die elektromagnetische Strahlung entsprechend durchlässiges Material . Beispielsweise ist das Material am Eingang und/oder das Material am Ausgang mit der Hülle verbunden . Denkbar ist , dass das Material am Eingang und/oder das Material am Ausgang einstückig mit der Hülle vorhanden ist .

Vorstellbar ist auch, dass am Eingang und/oder am Ausgang ein Schließmechanismus , z . B . eine Klappe vorhanden ist , um den Eingang und/oder den Ausgang zu öf fnen und/oder zu verschließen .

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Temperatursensor aufweist . Hierdurch ist eine Steuerung der in den Hohlraum eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung realisierbar, um eine Beschädigung der Vorrichtung zu vermeiden .

Beispielsweise ist der Temperatursensor an der Hülle vorhanden, um einen Temperatur der Hülle zu bestimmen . Beispielsweise ist der Temperatursensor unmittelbar an der Hülle vorhanden . Vorstellbar ist , dass der Temperatursensor in die Hülle integriert vorhanden ist . Beispielsweise ist der Temperatursensor unmittelbar mit der Hülleninnenseite verbunden . Denkbar ist , dass der Temperatursensor als ein pyrometrischer Sensor, z . B . als ein Pyrometer ausgebildet ist . Vorstellbar ist auch, dass der Temperatursensor als ein Thermoelement ausgebildet ist . Denkbar ist auch, dass der Temperartursensor dazu ausgebildet ist , eine Temperatur des Hohlraums zu erfassen . Beispielsweise ist der Temperatursensor derart am Körper vorhanden, dass der Temperatursensor eine Temperatur des Hohlraums erfassen kann .

Vorstellbar ist , dass die Vorrichtung eine Recheneinheit aufweist , wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist , aufgrund einer Temperatur der Hülle eine Temperatur einer mittels der Vorrichtung bestrahlten Stelle eines Werkstücks zu ermitteln . Beispielsweise sind der Recheneinheit zur Bestimmung der Temperatur des Werkstücks neben der Temperatur der Hülle auch ein Absorptionskoef fi zient der Hülleninnenseite , ein Absorptionskoef fi zienten einer Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks und der mittels der elektromagnetischen Strahlung in den Hohlraum eingestrahlten Energie bekannt .

Beispielsweise weist die Vorrichtung eine Recheneinheit auf , wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist , eine Temperatur einer mittels der Vorrichtung bestrahlten Stelle des Werkstücks auf Basis der am Eingang eingestrahlten Energie , eines bekannte Absorptionskoef fi zienten der Hülleninnenseite , sowie eines bekannten Absorptionskoef fi zienten einer Oberfläche des mittels der Vorrichtung zu bestrahlenden Werkstücks , zu ermitteln .

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle der Vorrichtung als ein Laser vorhanden ist . Hierdurch ist eine elektromagnetische Strahlung mit definierter Wellenlänge in den Hohlraum einstrahlbar . Auch ist hierdurch ein Energieeintrag in den Hohlraum durch die elektromagnetische Strahlung vergleichsweise präzise steuerbar . Denkbar ist auch, dass die Lichtquelle als ein LED-Leuchtmittel , als eine Gasentladungslampe oder als eine Gasentladungsröhre ausgebildet ist .

Beispielsweise umfasst die Vorrichtung ein Lichtlenkungselement , um das Licht der Lichtquelle an den Eingang der Hülle zu lenken oder zu führen. Beispielsweise ist das Lichtlenkungselement als ein Spiegel oder als eine Glasfaser ausgebildet. Denkbar ist auch, dass die Vorrichtung ein Lichtformungselement , z.B. in Form einer Linse, aufweist. Beispielsweise ist das Licht formungselement derart am Körper angeordnet, dass eine elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle auf dem Weg zwischen der Lichtquelle und dem Eingang durch das Licht formungselement geformt wird, z.B. gebündelt oder z.B. gestreut wird.

Ebenfalls wird vorgeschlagen, dass an der Vorrichtung eine Absaugungsvorrichtung vorhanden ist, um Gas aus dem Hohlraum abzusaugen. Hierdurch können unerwünschte Partikel aus dem Hohlraum entfernt werden. Denkbar ist, dass die Absaugvorrichtung das Gas über den Eingang und/oder über den Ausgang absaugt. Vorstellbar ist auch, dass die Hülle eine Absaugöffnung aufweist, durch welche die Absaugvorrichtung das Gas aus dem Hohlraum absaugen kann. Zum Beispiel ist die Absaugvorrichtung als eine Pumpe vorhanden.

Vorstellbar ist ebenfalls, dass die Vorrichtung eine Spülvorrichtung umfasst. Denkbar ist, dass die Spülvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Hohlraum mit einem Gas zu spülen. Auch hierdurch können unerwünschte Partikel aus dem Hohlraum entfernt werden. Denkbar ist, dass die Spülvorrichtung über den Eingang oder eine Spülöffnung an der Hülle Gas in den Hohlraum einspült. Vorstellbar ist weiter, dass der Körper derart ausgebildet ist, dass das in den Hohlraum eingespülte Gas am Ausgang aus dem Hohlraum ausgespült wird. Zum Beispiel umfasst die Spülvorrichtung eine Pumpe oder eine Gasflasche.

Auch wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung Fügemittel aufweist, um ein an die Vorrichtung herangeführtes Werkstück zu fügen. Beispielsweise umfasst die Vorrichtung ein Fügesystem.

Beispielsweise besteht ein Werkstück aus zwei oder mehr

Werkstückteilen. Zum Beispiel sind mittels der Vorrichtung die zwei oder mehr Werkstückteile des Werkstücks miteinander verbindbar . Denkbar ist , dass mittels der Vorrichtung die zwei oder mehr Werkstückteile des Werkstücks miteinander gefügt werden können . Beispielsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet , die Werkstückteile miteinander zu Clinchen, zu nieten oder miteinander zu verschweißen, z . B . laserverschweißen . Vorstellbar ist auch, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist , eine Niet mit einem oder allen der Werkstückteile zu verbinden . Beispielsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet ein Durchsetz fügeverfahren aus zuführen und mittels des Durchsetz fügeverfahrens Werkstückteile des Werkstücks miteinander zu verbinden .

Denkbar ist , dass die Fügemittel als Elemente eines Lasersystems vorhanden sind . Beispielsweise ist das Fügesystem als ein Lasersystem ausgebildet . Beispielsweise umfassen die Fügemittel ein laseraktives Medium .

Vorstellbar ist auch, dass die Fügemittel einen Fügestempel aufweisen . Denkbar ist weiter, dass die Fügemittel eine Matri ze aufweisen . Beispielsweise sind der Fügestempel und die Matri ze derart zueinander angeordnet , dass zwischen den Fügestempel und die Matri ze das Werkstück anordenbar ist , wobei der Fügestempel durch die Vorrichtung in einer Fügebewegung auf die Matri ze zu bewegbar ist .

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Anlagefläche aufweist , um die Hülle unmittelbar mit dem Ausgang an ein zu bearbeitendes Werkstück anzuordnen . Hierdurch ist eine Anordnung eines zu bearbeitenden Werkstücks an die Vorrichtung vereinfacht . Dadurch tri f ft elektromagnetische Strahlung, welche am Ausgang aus dem Hohlraum austritt , unmittelbar auf das Werkstück auf , wodurch die Vorrichtung vergleichsweise energieef fi zient ausgebildet ist .

Beispielsweise ist ein Absorptionskoef fi zient des Werkstücks für eine Wellenlänge der aus der Hülle am Ausgang austretenden Strahlung derart vorhanden, dass 3% bis 50% der auf das Werkstück auf tref f enden Strahlung vom Werkstück absorbiert werden . Zum Beispiel wird der vom Werkstück reflektierte Anteil , aufgrund der unmittelbaren Anordnung des Werkstücks am Ausgang in den Hohlraum der Vorrichtung zurück reflektiert . Denkbar ist , dass der Absorptionskoef fi zient des Werkstücks um den Faktor 10 , den Faktor 100 oder den Faktor 1000 größer ist , als der Absorptionskoef fi zient der Hülleninnenseite .

In einer beispielhaften Aus führungs form der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein laseraktives Medium . Hierdurch ist ein vergleichsweise energieef fi zienter Laser realisierbar . Beispielsweise ist das laseraktive Medium als ein Lasermedium vorhanden .

Beispielsweise weist die Vorrichtung ein laseraktives Medium auf , welches durch die am Ausgang abstrahlende elektromagnetische Strahlung bestrahlt wird . Denkbar ist , dass das laseraktive Medium unmittelbar an der Anlagefläche anliegend vorhanden ist . Denkbar ist , dass das laseraktive Medium den Ausgang der Hülle bildet . Beispielsweise ist das laseraktive Medium an der Hülle angeordnet . Denkbar ist , dass das laseraktive Medium Teil der Hülle ist . Beispielsweise ist das laseraktive Medium integral mit der Hülle vorhanden . Beispielsweise schließt das laseraktive Medium am Ausgang den Ausgang gasdicht ab . Zum Beispiel ist das laseraktive Medium für die am Ausgang abstrahlende elektromagnetische Strahlung teilweise durchlässig oder teilweise transparent vorhanden, sodass die am Ausgang abstrahlende und auf das laseraktive Medium auftref fende elektromagnetische Strahlung durch das laseraktive Medium transmittiert .

Vorstellbar ist j edoch auch, dass das laseraktive Medium in einem Abstand zum Körper der Vorrichtung, relativ zum Körper der Vorrichtung, festgelegt ist . Beispielsweise ist das laseraktive Medium in einem definierten Abstand zum Ausgang der Hülle der Vorrichtung vorhanden . Beispielsweise weist die Vorrichtung eine Montageanordnung auf, mittels welcher das laseraktive Medium am Körper gehalten ist. Denkbar ist, dass das laseraktive Medium an der Montageanordnung gehalten oder befestigt ist.

Das laseraktive Medium ist beispielsweise als ein Festkörper vorhanden. Denkbar ist, dass das laseraktive Medium als ein laseraktives Medium eines Scheibenlasers ausgebildet ist. Beispielsweise umfasst die Vorrichtung mindestens einen Spiegel und/oder mindestens einen Resonatorspiegel. Beispielsweise ist der Spiegel unmittelbar am laseraktiven Medium vorhanden, z.B. in Form einer reflektierenden Beschichtung. Denkbar ist, dass der Spiegel unmittelbar mit dem laseraktiven Medium verbunden ist. Beispielsweise sind das laseraktive Medium und der Spiegel derart zueinander angeordnet, dass die elektromagnetische Strahlung, welche aus dem Hohlraum am Ausgang austritt und auf das laseraktive Medium auftrifft, das laseraktive Medium durchdringt und an einer anderen Stelle am laseraktiven Medium wieder austritt, durch den Spiegel wieder auf das laseraktive Medium zurück reflektiert wird.

Weiter ist es vorstellbar, dass die Vorrichtung Strahlführungsmittel für den durch das laseraktive Medium erzeugten Laserstrahl aufweist. Beispielsweise weisen die Strahlführungsmittel eine Linse und/oder eine Glasfaser auf.

Beispielsweise ist ein Absorptionskoeffizient des laseraktiven Mediums für die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle größer als der Absorptionskoeffizient der Hülleninnenseite. Denkbar ist, dass der Absorptionskoeffizient des laseraktiven Mediums um den Faktor 10, den Faktor 100 oder den Faktor 1000 größer ist, als der Absorptionskoeffizient der Hülleninnenseite.

Vorstellbar ist, dass die Lichtquelle und der Körper als eine optische Pumpe für das laseraktive Medium vorhanden sind. Beispielsweise bringt die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle, welche auf das laseraktive Medium auftrifft, die Atome und/oder Moleküle des laseraktiven Mediums in einen angeregten Zustand . Beispielsweise ist eine Wellenlänge der durch die Lichtquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung auf das laseraktive Medium abgestimmt .

In einer weiteren beispielhaften Aus führungs form weist die Vorrichtung ein Fügewerkzeug auf . Beispielsweise kann ein an die Vorrichtung herangeführtes Werkstück mittels des Fügewerkzeugs gefügt werden . Hierdurch ist eine vergleichsweise energieef fi ziente Fügezange realisierbar .

Beispielsweise umfassen die Fügemittel das Fügewerkzeug . Zum Beispiel umfasst das Werkstück zwei oder mehr Werkstückteile , welche mittels des Fügewerkzeugs der Vorrichtung miteinander gefügt werden können . Beispielsweise ist das Fügewerkzeug als Fügestempel ausgebildet . Beispielsweise ist das Fügewerkzeug beweglich vorhanden . Denkbar ist , dass das Fügewerkzeug beweglich gelagert vorhanden ist . Zum Beispiel weist die Vorrichtung eine Matri ze auf .

Auch wird vorgeschlagen, dass die Hülle einen zweiten Eingang aufweist . Hierdurch ist eine Bearbeitungs zeit , z . B . ein Arbeitstakt , des Werkstücks vergleichsweise verringert .

Beispielsweise ist der zweite Eingang verschließbar vorhanden . Z . B . ist am zweiten Eingang eine Klappe oder ein Schließelement vorhanden, mittels welchem der zweite Eingang verschließbar ist , sodass der Hohlraum durch die Hülle im Bereich des zweiten Eingangs verschlossen ist .

Beispielsweise ist ein Teil des Fügewerkzeugs als ein Teil der Hülle vorhanden und schließt den zweiten Eingang in einer Position des bewegbaren Fügewerkzeug ab .

Ebenfalls wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Antrieb aufweist . Beispielsweise ist der Antrieb dazu ausgebildet , das Fügewerkzeug zu bewegen . Zum Beispiel ist das Fügewerkzeug derart vorhanden, dass das Fügewerkzeug durch den zweiten Eingang in den Hohlraum hinein bewegbar ist . Denkbar ist weiter, dass das Fügewerkzeug durch den Ausgang aus dem Hohlraum hinausbewegbar ist .

Beispielsweise ist das Fügewerkzeug derart vorhanden, dass das Fügewerkzeug durch den zweiten Eingang in den Hohlraum hineinbewegbar ist . Beispielweise ist der Antrieb ausgebildet , um das Fügewerkzeug zu bewegen . Denkbar ist , dass das Fügewerkzeug entlang einer Bewegungsachse durch den Antrieb hin und her bewegbar vorhanden ist . Beispielsweise ist das Fügewerkzeug durch den Antrieb in einer linearen Bewegung bewegbar vorhanden . Beispielsweise ist das Fügewerkzeug durch den Eingang oder durch den zweiten Eingang in den Hohlraum hinein und am Ausgang aus dem Hohlraum heraus bewegbar . Denkbar ist auch, dass der Eingang oder der zweite Eingang gegenüberliegend zum Ausgang an der Hülle vorhanden sind .

Beispielsweise sind die Hülle und das Fügewerkzeug relativ zueinander bewegbar vorhanden . Beispielsweise sind das Fügewerkzeug und die Hülle zueinander linearbeweglich vorhanden . Vorstellbar ist j edoch auch, dass die lineare Bewegungsachse des Fügewerkzeugs in einer Richtung quer zur linearen Bewegungsachse positions fest vorhanden ist und die Hülle in einer Richtung quer zur linearen Bewegungsachse beweglich ausgebildet ist . Beispielsweise ist die Hülle schwenkbeweglich vorhanden . Hierdurch kann zunächst ein Werkstück mit der Vorrichtung bestrahlt , z . B . erhitzt werden, und anschließend die Hülle weggeschwenkt werden, um nach dem Wegschwenken mit dem Fügewerkzeug ein Fügevorgang des Werkstücks an der bestrahlten Stelle des Werkstücks durchzuführen .

Beispielsweise ist eine Einstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung der Lichtquelle am Eingang quer zu einer Strahlungsrichtung der aus dem Hohlraum am Ausgang abstrahlenden elektromagnetischen Strahlung vorhanden . Denkbar ist auch, dass die Vorrichtung einen einzigen Eingang aufweist , wobei sowohl die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle , als auch das Fügewerkzeug durch den einen einzigen Eingang in den Hohlraum eintreten können . Denkbar ist , dass das Fügewerkzeug ein Lichtleitungsorgan aufweist . Beispielsweise ist mittels des Lichtleitungsorgans die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle in den Hohlraum einstrahlbar . Beispielsweise ist das Lichtleitungsorgan als ein Strahlungsgang im Fügestempel ausgebildet .

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Temperaturfühler aufweist , um eine Temperatur eines an die Vorrichtung herangeführten Werkstücks zu bestimmen . Beispielsweise ist mittels des Temperaturfühlers eine Temperatur des Werkstücks unmittelbar bestimmbar . Denkbar ist , dass der Temperaturfühler als ein Pyrometer oder als ein Thermoelement vorhanden ist .

Eine beispielhafte Aus führungsvariante der Erfindung ist eine Verwendung der Vorrichtung nach einer der vorangegangen genannten Ausbildungsvarianten zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen mindestens zwei Werkstückteilen eines Werkstücks und/oder zur Erzeugung eines Laserstrahls , wobei an die Vorrichtung ein Werkstück oder ein Lasermedium anordenbar ist , sodass mit einer im Hohlraum befindlichen elektromagnetischen Strahlung das Werkstück oder das Lasermedium bestrahlbar ist , wobei mittels der Bestrahlung des Werkstücks oder des Lasermediums durch die im Hohlraum befindliche Strahlung dem Werkstück oder dem Lasermedium Energie zugeführt wird . Beispielsweise ist das Lasermedium als ein laseraktives Medium vorhanden . Denkbar ist , dass mittels der Bestrahlung des Werkstücks durch die im Hohlraum befindliche Strahlung dem Werkstück Wärme zugeführt wird .

Eine weitere beispielhafte Aus führungsvariante der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen mindestens zwei Werkstückteilen eines Werkstücks und/oder zur Erzeugung eines Laserstrahls , wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist :

- Anordnen eines Werkstücks oder eines Lasermediums an den Körper der Vorrichtung gemäß einer der vorangegangen genannten Ausbildungsvarianten, sodass mit einer im Hohlraum befindlichen elektromagnetischen Strahlung das Werkstück oder das Lasermedium bestrahlbar ist ,

- Einstrahlen einer elektromagnetische Strahlung einer Lichtquelle in den Hohlraum des Körpers der Vorrichtung,

- Bestrahlen einer Oberfläche des Werkstücks oder des Lasermediums durch die im Hohlraum befindliche Strahlung, sodass dem Werkstück oder dem Lasermedium Energie zugeführt wird,

- Erzeugung einer Fügeverbindung im Bereich der bestrahlten Oberfläche des Werkstücks und/oder Erzeugung eines Laserstrahls durch das Lasermedium .

Außerdem wird als eine beispielhafte Aus führungs form der Erfindung eine Maschine mit einer Vorrichtung nach einer der vorangegangenen Ausbildungsvarianten vorgeschlagen .

Denkbar ist , dass die Maschine als eine Clinch- , Füge- und/oder Prägezange ausgebildet ist . Denkbar ist auch, dass die Maschine als eine Halbhohlstanzniet zange und/oder als eine Vollstanzniet zange vorhanden ist .

Vorstellbar ist auch, dass die Maschine als ein Lasersystem vorhanden ist .

Auch wird vorgeschlagen, dass die Maschine dazu ausgebildet ist , dass vorangegangen aufgeführte Verfahren durchzuführen . Figurenbeschreibung

Aus führungsbeispiele werden anhand der nachstehenden Zeichnungen unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert .

Es zeigen :

Figur 1 eine schematische Schnittansicht auf eine erste Vorrichtung mit einem an die Vorrichtung angeordneten Werkstück,

Figur 2 eine schematische Schnittansicht auf eine weitere Vorrichtung mit einem laseraktiven Medium,

Figur 3 eine schematische Schnittansicht auf eine Maschine mit einer weiteren Vorrichtung mit einem Fügewerkzeug in einer ersten Position und

Figur 4 eine schematische Schnittansicht der Maschine gemäß Figur 3 mit dem Fügewerkzeug in einer zweiten Position .

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 , wobei die Vorrichtung 1 einen Körper 2 in Form einer Hülle 3 und eine Lichtquelle 4 aufweist . Die Hülle 3 weist einen Eingang 5 und einen Ausgang 6 auf .

Die Hülle 3 ist beispielsweise hohlkugel förmig ausgebildet und umschließt einen Hohlraum 7 . Eine Hülleninnenseite 8 ist dem Hohlraum 7 zugewandt .

Die Lichtquelle 4 ist beispielsweise als ein Laser ausgebildet und strahlt elektromagnetische Strahlung in Form eines Laserstrahls 9 in Richtung Hülle 3 . Der Laserstrahl 9 tritt am Eingang 5 durch die Hülle 3 in den Hohlraum 7 ein und tri f ft auf der dem Eingang 5 gegenüberliegenden Stelle der Hülleninnenseite 8 auf die Hülleninnenseite 8 . An der dem Eingang 5 gegenüberliegenden Stelle der Hülleninnenseite 8 wird der Laserstrahl 9 zum ersten mal reflektiert , sodass eine Mehrf achref lektion an der Hülleninnenseite 8 erfolgt ( In Figur 1 schematisch angedeutet ) und ein isotropes , homogenes Strahlungs feld durch die in den Hohlraum 7 eingestrahlte Laserstrahlung 9 aufgrund Mehrfachreflexion des Laserstrahls 9 erzeugt wird .

Auch kann an der Hülle 3 eine Absaugvorrichtung 10 vorhanden sein, um Gas und/oder Partikel aus dem Inneren der Hülle 3 abzusaugen .

Am Ausgang 6 der Hülle 3 kann ein Werkstück 11 angeordnet werden . Hierzu kann die Hülle 3 eine Anlagefläche 12 aufweisen, an welchem das Werkstück 11 anliegend angeordnet werden kann . Auf eine Oberfläche 22 des an die Hülle 3 angeordneten Werkstücks 11 tri f ft der mehrfachreflektierte Laserstrahl 9 auf und erwärmt dabei das Werkstück 11 .

Figur 2 zeigt eine weitere Ausbildungs form einer Vorrichtung 13 , wobei die Vorrichtung 13 einen Körper 14 in Form einer Hülle 15 und eine Lichtquelle 16 aufweist . Die Hülle 15 weist einen Eingang 17 und einen Ausgang 18 auf .

Die Hülle 15 ist beispielsweise hohlkugel förmig ausgebildet und umschließt einen Hohlraum 19 . Eine Hülleninnenseite 20 ist dem Hohlraum 19 zugewandt . Die Lichtquelle 16 ist beispielsweise als ein Laser ausgebildet und strahlt elektromagnetische Strahlung in Form eines Laserstrahls 21 in Richtung Hülle 15 .

Der Laserstrahl 21 tritt analog zur Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 in den Hohlraum 19 der Hülle 15 ein und wird an der Hülleninnenseite 20 mehrfachreflektiert .

An der Hülle 15 kann ein Temperatursensor 23 angeordnet sein, um eine Temperatur der Hülle 15 , beispielsweise eine Temperatur der Hülleninnenseite 20 , zu bestimmen . Beispielsweise umfasst die Vorrichtung 14 gemäß Figur 2 ein laseraktives Medium 24 . Wobei das laseraktive Medium 24 am Ausgang 18 angeordnet ist , sodass auf eine erste Oberflächenseite 25 des laseraktiven Mediums 24 der an der Hülleninnenseite 20 mehrfachreflektierte Laserstrahl 21 auftref fen kann . Hierdurch werden Atome oder Moleküle des laseraktive Mediums 24 angeregt .

Vorstellbar ist weiter, dass an einer weiteren Oberflächenseite 26 des laseraktiven Mediums 24 ein Spiegel 27 z . B . anliegend angeordnet ist . Hierdurch ist gewährleistet , dass der das laseraktive Medium 24 durchdringende Laserstrahlanteil des Laserstrahls 21 in den Hohlraum 19 zurück reflektiert wird . Beispielsweise wird der Laserstrahl 21 durch den Spiegel 27 zunächst auf das laseraktive Medium 24 zurück reflektiert und nur der das laseraktive Medium 24 durchdringende Anteil des Laserstrahls 21 wird in den Hohlraum 19 zurück reflektiert . Beispielsweise ist der Spiegel 27 als ein Resonatorspiegel ausgebildet .

In Figur 3 und 4 ist eine Maschine 28 mit einer Vorrichtung 29 gezeigt . Die Vorrichtung 29 weist eine Lichtquelle 30 und einen Körper 31 in Form einer Hülle 32 auf . Die Hülle 32 umschließt einen Hohlraum 33 .

Beispielsweise weist die Hülle 32 einen ersten Eingang 34 , einen zweiten Eingang 35 und eine Ausgang 36 auf . Zum Beispiel ist am zweiten Eingang 35 eine Klappe 37 vorhanden, mittels welcher der zweite Eingang 35 geöf fnet und verschlossen werden kann .

Analog zur den Vorrichtungen 1 und 13 gemäß den Figuren 1 und 2 strahlt die Lichtquelle 30 eine elektromagnetische Strahlung 38 , z . B . eine Laserstrahl , über den ersten Eingang 34 in den Hohlraum 33 ein .

An die Vorrichtung 29 kann ein Werkstück 39 umfassend ein erstes und ein zweites Werkstückteil 40 , 41 angeordnet werden . Beispielsweise kann das Werkstück 39 anliegend an eine Anlagefläche 42 der Hülle 32 im Bereich des Ausgangs 36 angeordnet werden .

Beispielsweise weist die Vorrichtung 29 ein Werkzeug 43 auf . Zum Beispiel weist das Werkzeug 43 einen Werkzeugstempel 44 und eine Matri ze 45 auf . Zum Beispiel kann das Werkstück 39 zwischen die Matri ze 45 und die Anlagefläche 42 geklemmt werden .

Auch ist es vorstellbar, dass die Vorrichtung 29 einen Temperaturfühler 46 aufweist , um einen Temperatur des Werkstücks 43 zu bestimmen .

In Figur 3 ist die Vorrichtung 29 in einer ersten Position gezeigt . In der ersten Position ist der Werkzeugstempel 44 zurückgefahren, in eine Ausgangsstellung . Weiter ist in der ersten Position das Werkstück 39 an der Vorrichtung 29 angeordnet und wird durch den Laserstrahl 38 , welcher in den Hohlraum 33 eingestrahlt und im Hohlraum 33 mehrfachreflektiert wird bestrahlt , wodurch das Werkstück 39 erhitzt wird . I st eine vordefinierte Temperatur des Werkstücks 39 erreicht , wird beispielsweise der Laserstrahl 38 zwischen der Lichtquelle 30 und dem ersten Eingang 34 unterbrochen (nicht gezeigt ) . Ob die vordefinierte Temperatur des Werkstücks 39 erreicht ist , wird beispielsweise mittels einer Temperaturmessung des Werkstücks 39 durch den Temperaturfühler 46 ermittelt .

Anschließend wird die Klappe 37 am zweiten Eingang 35 bewegt , sodass die Hülle 32 am zweiten Eingang 35 geöf fnet ist und der Werkzeugstempel 44 in den Hohlraum 33 einfahren kann . Hierbei tritt der Werkzeugstempel 44 am Ausgang 36 auf das Werkstück 39 und clincht die Werkstückteile 40 , 41 des Werkstücks 39 ( Figur 4 ) . Bezugs zeichenliste

1 Vorrichtung 36 Ausgang

2 Körper 37 Klappe

3 Hülle 38 Strahlung

4 Lichtquelle 39 Werkstück

5 Eingang 40 Werkstückteil

6 Ausgang 41 Werkstückteil

7 Hohlraum 42 Anlagefläche

8 Hülleninnenseite 43 Werkzeug

9 Laserstrahls 44 Werkzeugstempel

10 Absaugvorrichtung 45 Matri ze

11 Werkstück 46 Temperaturfühler

12 Anlagefläche

13 Vorrichtung

14 Körper

15 Hülle

16 Lichtquelle

17 Eingang

18 Ausgang

19 Hohlraum

20 Hülleninnenseite

21 Laserstrahls

22 Oberf läche

23 Temperatursensor

24 laseraktives Medium

25 Oberflächenseite

26 Oberflächenseite

27 Spiegel

28 Maschine

29 Vorrichtung

30 Lichtquelle

31 Körper

32 Hülle

33 Hohlraum

34 Eingang

35 Eingang