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WO2010069599A1 - Vorrichtung und verfahren für das laserstrahlfügen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für das laserstrahlfügen Download PDF

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WO2010069599A1
WO2010069599A1 PCT/EP2009/009156 EP2009009156W WO2010069599A1 WO 2010069599 A1 WO2010069599 A1 WO 2010069599A1 EP 2009009156 W EP2009009156 W EP 2009009156W WO 2010069599 A1 WO2010069599 A1 WO 2010069599A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flexible element
reservoir
partners
joining
clamped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/009156
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrei Boglea
Michael Aleff
Arnold Gilner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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    • C03B23/0073—Re-forming shaped glass by blowing
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    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
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Definitions

  • the invention also relates to a corresponding method for laser beam jointing of two joint partners, in which the joint partners braced with each other before and / or during the application of laser radiation
  • the preferred field of application is the Laser funnelstrahlfugen of components, such as the welding of plastic components, in particular of thermoplastic materials, and the laser beam bonding of silicon and glass
  • Another field of application is, for example, the glass soldering
  • the laser transmission joints in particular the laser transmission joints of plastics, has become an established method.
  • Growing components by creating a laser beam overlapping connection between a component that is transparent to the laser beam and a component that absorbs the laser beam is called Laser transmission welding.
  • the most well-known method of application of the method is plastic welding, but also for other materials that are transparent or at least partially transparent for laser radiation, such as Sihzium glass composites and glass solders, the method of laser transmission is used in all these methods FPL case number 08F49691 ILT 2 16 12 2009
  • Fugal partner arranged so that the laser beam first meets the transparent Fugepartner and this penetrates After passing through the first Fugepartner the laser beam strikes the second Fugepartner, which is itself absorbing for the laser radiation or grouted by a laser radiation absorbing cover layer by the irradiation of the absorbent Fugepartners creates heat, which leads with sufficient thermal contact, depending on the method to a melting of the joint partners or to a thermally induced chemical reaction
  • the laser beam bonding of silicon and glass is based on the use of adhesion forces and the formation of chemical compounds at the Fugestelle Since this process thermal expansion can not be used due to the small expansion coefficients, the components are here even with zero gap to fix each other
  • the replaceability of the clamping device is severely limited.
  • the area to be welded remains free.
  • the parts to be joined must be designed with a peripheral edge as support surface for the tensioning goggles.
  • the non-symmetrical pressurization can lead to mechanical distortion or to additional gap formation.
  • EP 1405713 A1 discloses the bracing of two plastic workpieces by mechanical pressing by means of a transparent glass ball. This can be moved rolling over the transparent joining partner and also serves as a focusing lens for the laser radiation. Although three-dimensional joining partners can be clamped together with this arrangement, the concave seam courses must have larger radii than those of the glass ball; in particular, sudden contour changes (eg 90 ° angles) can not be clamped in this way.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device and a method for clamping two joining partners, which mechanical stresses and an additional gap formation are avoided, which / moreover quickly and flexibly for differently shaped, especially for very complex three-dimensional components used , and which / which is particularly suitable for the laser transmission joining.
  • a clamping device for clamping two joining partners which comprises a reservoir which is filled or filled with a gaseous or liquid medium and which is delimited at least partly by a flexible element.
  • the joint partners to be clamped can be brought into contact with the flexible element in such a way that a force can be exerted on at least one of the joint partners to be clamped by a pressure that can be generated in the reservoir via the flexible element.
  • the invention thus avoids uneven pressurization.
  • the pressure which can be generated in the reservoir according to the invention results in a flexible element against the joining partners, and thus indirectly in a force pressing against one another against the joining partners. Since the pressure in the reservoir is homogeneous or nearly homogeneous, the force acting on the flexible element or indirectly on the joining partners is distributed spatially very homogeneously. Mechanical tensions or additional gap formations between the Fügepart ⁇ ern be avoided.
  • the element that is brought into contact with the joint partners to be clamped is flexible, ie not stiff but yielding, so that it is deformable in the force generated by the pressure generated in the reservoir
  • It may for example be elastic, in particular so elastic that it at The force effect by the pressure generated in the reservoir can change its shape and preferably returns to its original shape after its removal or at least largely returns to its original form.
  • it can also be elastic only to a limited extent, in particular it can be viscoelastic or plastically deformable In any case, it is preferably deformable again, at least after deformation, so that it can be used many times in succession for bracing, whereby the duration of the process is shortened and the service life of the device is increased
  • the flexibility, ie in particular the flexibility, flexibility and deformability, of the flexible element makes it possible and is preferably so pronounced that its surface topography can conform to the contour of a joint partner to be clamped.
  • the flexible element can be stretched, stretched or curved
  • the flexible element is able to fit tightly to the contour of the joint partners when the pressure is suitably selected.
  • the choice of the flexible element, and in particular its compliance or deformability, and the height of the pressure generated in the reservoir, are expressed differently As a result of this pressure, the flexible element fits tightly against the contour of the joint partners.
  • the force effect is distributed spatially homogeneously over the entire surface of the joint partners facing the elastic element
  • the joint partners can in particular be designed three-dimensionally - ie the method is not limited to pure flat structures - without a specially adapted to these Fugepartner pressing must be made
  • the clamping device is thus very versatile, without long Umrust
  • the device according to the invention has particular advantages in laser beam jointing.
  • the device can be configured in a simple way, in particular, such that when the joint partner is braced FPL Case Number 08F49691 ILT 6 16 12 2009
  • the clamping device for this purpose has an optical access through which a loading of the joint partners with radiation of the laser beam source is made possible.
  • the flexible element is suitably designed for this purpose is the flexible element for radiation in the range of 400 to 3000 nm, preferably in the range of 700 to 2200 nm, and in particular for the radiation of the laser beam source transparent or at least substantially transparent
  • a laser exposure of the joint partner through the flexible element can be carried out
  • a suitable flexible element may, for example, comprise a polymer component or consist of a polymer.
  • the flexible element preferably has a silicone and / or Teflon component or consists of silicone and / or Teflon silicone has a high transmission in said radiation region and a high degree of flexibility, Teflon has a high temperature resistance
  • the medium used to charge the reservoir is or is a gaseous or liquid medium.
  • the medium is preferably also for radiation in the range from 400 to 3000 nm, preferably in the range from 700 to 2200 nm , and in particular for the radiation of the laser beam source used transparent or at least substantially transparent
  • a medium well suited, especially for use in laser beam joints, for example, air which is characterized in particular by the fact that it is highly transparent and very readily available and leaves no pollution, so that the equipment and financial expenditure comparatively low remains
  • the same advantages have water, which in addition a high thermal conductivity is given
  • the reservoir is a space which is at least tight during the tensioning process for the contained gaseous or liquid medium.
  • the tensioning device may comprise one or more closable inlet means for admitting the medium into the reservoir, with which the pressure of the medium in the reservoir is preferably adjustable will at least teilificathch FPL case number 08F49691-ILT 7 16 12 2009
  • the volume of the reservoir is preferably variable due to the flexibility of the flexible element.
  • the reservoir is completely bounded by the flexible element.
  • the reservoir bounded by the flexible element constitutes a "fluid pad.”
  • the clamping device has one or more limiting means, which alone or together with the joining partners to be clamped a chamber or together with the joining partners to be clamped and with a support element on which the F ⁇ gepartner placed or can be fixed to the joining partners, can form a chamber which is impermeable to the flexible element located therein.
  • the one or more limiting means can thus, according to a first alternative, already alone form a chamber; in order to clamp two joining partners, they must first be opened in this case and the joining partners with the relative positioning with which they are to be connected are to be placed therein; then the chamber is to be resealed so that it is impermeable to the flexible element located therein.
  • a chamber could e.g. by a base plate as a first limiting means on which the joining partners can be placed and one or more further limiting means in the manner of a bell, which is placed on the base plate, the joining partners in the chamber, is placed realized.
  • the one or more limiting means not yet alone, but together with the joining partners to be clamped, or together with the joining partners to be clamped and with a support element, form a chamber.
  • the chamber is thus not part of the tensioning device, but is formed during the tensioning process.
  • the one or more limiting means is brought into contact with at least one of the joint partners to be clamped, for example, on it, that forms a cavity between them, so they together form a chamber.
  • the one or more limiting means is so brought into contact with the support element on which the Fugepartner or to which they are fixed, z B on it, that they together form the chamber
  • the support element many embodiments are conceivable Provided for the support element alone, that the Fugepartner can be placed on it or can be fixed thereto and that it is suitable to oppose during the tensioning operation on at least one of the force to be clamped Fugepartner a counterforce, preferably the support element is rigid and in the direction of at least one
  • the support element can, but need not be part of the clamping device It can thus be a used in each clamping component, but it is also possible that a support element is provided individually for each clamping operation As a support element esp especially a table or the support surface of a conveyor belt in question
  • the chamber is already part of the clamping device or is formed only during the clamping operation together with the joint partners to be clamped or together with the joint partners to be clamped and with the support element, it is or is in any case designed so that they for the then flexible element is impenetrable
  • the chamber constitutes the outer boundary for the reservoir. In this way, the force produced in the reservoir can be metered and homogeneously forwarded to the joint partners in a force acting homogeneously on the flexible element
  • the flexible element in the chamber preferably separates the reservoir from a region provided for receiving the joint partners.
  • the chamber thus has two regions, namely a region containing the reservoir and an area provided for receiving the joint partners Element separated, in particular, this is a preferably airtight and tight in relation to the medium given separation This causes a simple and fast FPL case number O8F49691 ILT 9 16 122009
  • the or the limiting means or is designed so that they and in particular the chamber can withstand the pressure generated in the reservoir during the tensioning operation
  • a bell which is placed over a base plate and the lying thereon Fugepartner be doing with a fixing force to the base plate to be printed, which is sufficient that the bell is due to the production of the pressure in the reservoir does not repel the base plate and thus withstand this pressure
  • the clamping device comprises a Druckeinstellein ⁇ chtung for changing the pressure of the medium in the reservoir
  • the Druckeinstellein ⁇ chtung preferably at least one means, with which increases the amount of the medium in the reservoir and / or at least one means with which the volume of the reservoir can be reduced
  • an inlet device for introducing the medium into the reservoir may be present. This can easily increase the pressure of the medium in the reservoir.
  • the pressure that can be generated in the reservoir, through which a force is applied via the flexible element can be exercised on at least one of the joint partners to be clamped or the force acting on at least one of the joint partner to be clamped by the flexible element force can thus be adjusted accurately and reproducibly with little effort
  • a means may be provided with which the volume of the chamber, in particular of the reservoir, can be reduced.
  • the clamping device may comprise an adjusting device with which a limiting means or the support element relative to a (other) limiting means and / or or the flexible element can be moved so that FPL Case Number 08F49691 ILT 10 16 12 2009
  • a limiting element may be designed as a hollow body, in which a further limiting element or the support element is guided in the manner of a Zyhnderkolbens to mechanically generate the required pressure in the reservoir in this way
  • the pressure which can be generated in the reservoir is typically between 1 bar and 200 bar, preferably between 2 bar and 7 bar. In cooperation with the elastic element, this enables an optimal clamping effect
  • the tensioning device has a heating device with which the temperature of the medium can be increased.
  • the temperature increase by means of the heating device can take place either within the reservoir or even before the medium enters the reservoir
  • the jointing process can be further supported.
  • the warming of the flexible element caused by the warm medium further increases its flexibility. This increases the adaptability of the flexible element to the contour of the joint partners, whereby the homogeneity of the force on the joint partners increased again and the risk of caused by the clamping process mechanical tension or additional gap formation between the joint partners is further reduced
  • the Fugepartner in particular the upper Fugepartner, are heated indirectly, namely by the warm medium (and by the thus heated flexible element) This also facilitates the contact pressure and the melting of the Fugepartner
  • the temperature of the medium during the clamping process is selected so that the rigidity is markedly reduced by the resulting heating of the upper joint partner.
  • the temperature of the medium during the clamping process is, of course, below the melting temperature of the flexible element.
  • the temperature of the preheated medium is between 40 and 500 ° C.
  • the joining partners to be clamped according to the invention are brought into contact with the flexible element in such a way that a force that can be generated in the reservoir can be exerted on at least one of the joining partners to be clamped via the flexible element.
  • the two joining partners are placed in the desired positioning to each other on a support element or fixed thereto.
  • the joining partners are thus brought into contact with the flexible element directly and directly during the clamping process, namely only their surface areas, which constitute an immediate interface of the chamber formed during the clamping process;
  • there is a direct direct contact especially or essentially only with one of the joining partners, in extreme cases, the direct contact can be made exclusively with one of the joining partners.
  • the joint partners are only partially braced.
  • the clamping device is designed such that even very large joining partners can be clamped during the duration of only one clamping operation.
  • the Spannvorrichung according to a preferred embodiment, two or more reservoirs.
  • Each reservoir is filled or filled with a gaseous or liquid medium, the medium may, but in the general case does not have to be the same in every reservoir.
  • the clamping device is designed so that in at least FPL case number 08F49691-ILT 12 16 12 2009
  • the problem underlying the invention is achieved by a method for laser beam joining of two joining partners, in which the joining partners are braced with each other before and / or during the application of laser radiation, in which the joining partner to be clamped with a flexible element in Contact be brought, and in which by a filled with a gaseous or liquid medium and at least partially producible by the flexible element reservoir pressure generated via the flexible element, a force on at least one of the joining partners to be clamped.
  • FIG. 1 Schematic representation of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 Schematic representation of the embodiment of FIG. 1 when generating a pressure in the reservoir
  • FIG. 3 Schematic representation of a second embodiment of the invention
  • Fig. 4 Schematic representation of the embodiment of FIG. 3 when generating a pressure in the reservoir
  • Fig. 5 Schematic representation of a third embodiment of the invention FPL case number 08F49691 ILT 13 16 12 2009
  • a second joint partner 2 is arranged above a first joint partner 1, joint partner 1 rests on a support element 7 designed as a base plate.
  • the joint partner 1, 2 then becomes a flexible one Element 3 placed as a hollow body formed first limiting means 5 and, designed here as a glass plate, second limiting means 6 together form a "bell" which, the joint partner 1,
  • the flexible element 3 may be formed in particular as shown here as a film, which is fixed only during or by the placement of the bell formed by the limiting means 5, 6 on the Auflageneleme ⁇ t 7
  • 3 may also be permanently connected to one of the limiting means, eg, the hollow body 5, eg, as a membrane permanently connected to the hollow body, which on lowering the bell formed by the limiting means 5, 6 is lowered onto the joint partners 1, 2 becomes
  • the limiting means 5, 6 and the support element 7 form or enclose a chamber 9 together.
  • This comprises the reservoir 10 filled or filled with a gaseous or liquid medium, which is accessible from the flexible element 3 and through the Limiting means 5, 6 formed bell is limited and apart from a closable inlet opening 12 for the medium is tight
  • the chamber 9 further comprises a provided for receiving the Fugepart ⁇ er 1, 2 area 11 This area 11 is separated from the reservoir 10 by the flexible element 3
  • FIG. 2 shows the further course of the process for this first embodiment.
  • a pressure is generated in the reservoir 10. This happens in the present case, by the pressure p of the medium in the reservoir 10 by feeding the medium through the inlet opening 12, for in one of the limiting means, here
  • the reservoir 10 is expanded in the chamber 9, this is made possible by the FPL case number 08F49691-ILT 14 16 12 2009
  • the remaining boundary surfaces of the reservoir 10 are associated with the limiting means 5, 6, which are designed in such a way, in particular sufficiently rigid and suitably fixed that they remain motionless despite the increased pressure in the reservoir 10.
  • a defined force F are introduced via the hollow body 5, which is sufficiently large that the bell formed by the limiting means 5, 6 is not repelled by the base plate 7 and the circumferential seal 4 is sufficiently compressed to to withstand the pressure prevailing in the bell.
  • the entire chamber 9 withstands the pressure generated, ie forms a rigid, not displaced by the increased pressure or not displaceable outer boundary for the reservoir 10.
  • the reservoir 10 expands due to the pressure generated at most as far as it Allow chamber 9 and the joining partners 1, 2 therein.
  • the expansion of the reservoir thus ultimately leads to the flexible element 3, or at least a portion of the flexible element 3, fitting snugly against the joining partners 1, 2.
  • the pressure in the reservoir 10 causes a flexible element 3 in the direction of the joining partners 1, 2 driving, symbolized in the figure by arrows force, ie the flexible element 3 is pressed against the joining partners 1, 2.
  • the flexible element 3, here a film of silicone, is designed in this case, in particular so elastic that it adapts to the given contour at a suitably selected pressure.
  • the flexible element 3 thus exerts a homogeneous force to be set via the pressure on the joining partners 1, 2, immediately above all on the upper joining partner 2.
  • This upper joining partner 2 is pressed against the lower joining partner in this manner. Due to the spatially homogeneous distribution of this force, which is exactly adjustable by the pressure control in the reservoir 10, an optimal clamping effect can be achieved without causing undesirable mechanical tension.
  • the tensioning device shown in FIGS. 1 and 2 is suitable and preferably serves as part of a device for laser beam joining.
  • a not shown in the figures laser beam of a laser beam source by means of an optical access, which is here realized by the glass plate 6, coupled into the chamber 9 and on the means of the clamping device - as shown in Fig. 2 - mutually braced joint partner 1, 2 directed.
  • the joining partner 2 is a workpiece that is transparent or at least substantially transparent to the wavelength of the laser beam, so that the laser beam penetrates the latter and subsequently strikes the joining partner 1. This is absorbing for the wavelength of the laser beam or at least in regions, e.g.
  • the flexible element 3 is also transparent or at least substantially transparent to the wavelength of the laser radiation used, as well as the medium used in the reservoir 10.
  • any area of the interface between the two joining partners 1, 2 and formed by them with the laser beam can be achieved without difficulty.
  • the laser radiation could be coupled in by the support element 7 instead of by a limiting means 6.
  • the absorption or transmission property would be reversed exactly, so that about the resting on the support member 7 or fixed thereto "lower" joint partner 1 in this case, the transparent joining partner and joining partner 2 of the absorbent joining partners would be.
  • particular transmissive properties of flexible element 3 and medium would obviously not be required.
  • 3 and 4 show the procedure for a second embodiment of the inventive device
  • the difference from the first embodiment consists in the design and fixation of the flexible element 3
  • This is here permanently connected to one of the limiting means, in this case the hollow body 5 and thus will not necessarily fixed only when or by the placement of the bell formed by the limiting means 5, 6 on the support member 7
  • the fixation consists of a compound of the flexible element 3 with a limiting means 5 along a closed path on the inside of the limiting means 5, while an inlet opening 12 for the medium enclosing the flexible element 3 forms in particular a bag-like structure or a structure which as Can be called fluid cushion, and which can be pressurized from outside of the limiting means 5 by emmission of the medium with pressure
  • the reservoir 10 consists of the volume enclosed by the flexible element 3, otherwise it is limited (apart from the closable inlet opening) exclusively by the flexible element 3. With sufficient pressurization, the sack-like structure or fluid cushion formed by the flexible element 3 will lie fully peripherally the inside of the formed chamber 9 and the joint partners 1, 2 at
  • FIG. 5 A further exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 5. Like the example shown in FIGS. 3 and 4, it has a flexible element 3 in the form of a bag-like structure or a fluid cushion. According to this further example, the reservoir 10 surrounded by this flexible element 3 is provided with a reservoir The reservoir 10 thus in particular requires no inlet opening and, in particular, due to the surrounding flexible element 3, can be formed completely dense for the medium filled in the production of the reservoir 10 flexible element 3 surrounded reservoir 10 may, but need not be fixed to one of the limiting means 5, 6
  • the pressure is not generated by an increase in the amount of the medium in the reservoir 10.
  • a means is provided with which the volume of the chamber 9 can be reduced, for example, as shown in Figure 5, the support member 7 relative Sufficient reduction of the chamber 9 leads to a mechanical pressure on the reservoir 10 surrounded by the flexible element 3. Similar to the exemplary embodiment of FIGS.
  • Fugue partner 2 is essentially due only to the homogeneous pressure in the reservoir 10
  • Figure 6 shows an embodiment of the invention, which is particularly suitable for very extensive joint partners 1, 2 or for an application in which the bracing is to take place with a special pressure distribution
  • the tensioning device has a plurality of reservoirs 10, 10 ', 10 ".
  • the limiting means 5, 6 are designed so that when placing these limiting means 5, 6 on the support element 7 or the joint partners 1, 2 several separate chambers 9, 9 ', 9 "are formed
  • the flexible elements 3, 3', 3" may be different from each other have the various embodiments already described
  • the example shown in Figure 6 illustrates this, by an elastic element 3 "is performed as in the embodiment shown in Figures 1 and 2 as a film, another elastic element 3 as in the in Fig 3 and 4 illustrated embodiment as externally fillable with a medium fluid cushion and finally a third elastic element 3 'according to the embodiment shown in Figure 5 as gefulltes fluid pad, which is not further filled from the outside or is fillable
  • reservoirs 10, 10 ', 10 "or chambers 9, 9', 9" shown can also be provided; in particular, they can also be arranged in a planar structure and not merely in series, as shown here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorricthung zum Verspannen zweier Fügepartner (1,2), welche ein mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befülltes oder befüllbares Reservoir (10) umfasst, das zumindest teilumfänglich durch ein flexibles Element (3) begrenzt wird, wobei die zu verspannenden Fügepartner (1,2) mit dem flexiblen Element (3) derart in Kontakt gebracht werden können, dass durch einen im Reservoir (10) erzeugbaren Druck über das flexible Element (3) eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner (1,2) ausgeübt werden kann. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein mit dieser Spannvorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Laserstrahlfügen von zwei Fügepartnern (1,2).

Description

FPL Fallnummer 08F49691 ILT 1 16 12 2009
Patentanmeldung:
Vorrichtung und Verfahren für das Laserstrahlfügen
Anmelderin: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Technisches Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Verspannen zweier Fugepartner sowie eine eine derartige Spaπnvorπchtung umfassende Vorrichtung zum Laserstrahlfugen von zwei Fugepartnern Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein entsprechendes Verfahren zum Laserstrahlfugen von zwei Fugepartnern, bei dem die Fugepartner vor und/oder wahrend der Beaufschlagung mit Laserstrahlung miteinander verspannt werden Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Laserdurchstrahlfugen von Bauteilen, wie z B das Verschweißen von Kunststoffbauteilen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen, sowie das Laserstrahlbonden von Silizium und Glas Ein weiteres Anwendungsgebiet ist zum Beispiel das Glasloten
Stand der Technik
Seit Anfang der 90er Jahre hat sich das Laserdurchstrahlfugen, insbesondere das Laserdurchstrahlfugen von Kunststoffen, zu einem etablierten Verfahren entwickelt Werden Bauteile gefugt, indem mit einem Laserstrahl eine Uberlappverbindung aus einem für den Laserstrahl transparenten und einem für den Laserstrahl absorbierenden Bauteil erzeugt wird, spricht man vom Laserdurchstrahlschweißen Die bekannteste Einsatzmoghchkeit des Verfahrens ist das Kunststoffschweißen, aber auch bei anderen Werkstoffen, die für Laserstrahlung transparent oder zumindest teiltransparent sind, wie z B bei Sihzium-Glasverbunden und beim Glasloten, wird das Verfahren des Lasersdurchstrahlfugens angewendet Bei all diesen Verfahren sind die FPL Fallnummer 08F49691 ILT 2 16 12 2009
Fugepartner so angeordnet, dass der Laserstrahl zuerst auf den transparenten Fugepartner trifft und diesen durchdringt Nach Durchgang durch den ersten Fugepartner trifft der Laserstrahl auf den zweiten Fugepartner, der selbst für die Laserstrahlung absorbierend ist oder über eine die Laserstrahlung absorbierende Deckschicht verfugt Durch die Bestrahlung des absorbierenden Fugepartners entsteht Warme, die bei ausreichendem thermischem Kontakt je nach Verfahren zu einem Aufschmelzen der Fugepartner oder auch zu einer thermisch induzierten chemischen Reaktion fuhrt
Im Falle des Kunststoffschweißens wird hierbei nicht nur der absorbierende, sondern auch der transparente Fugepartner plastifiziert, so dass die Molekulketten ineinander diffundieren können Beim Kunststoffschweißen können dabei aufgrund der thermischen Ausdehnung des absorbierenden Fugepartners noch Restspalte von bis zu 150 μm überbrückt werden Die Fugepartner weisen bedingt durch den Fertigungsprozess Toleranzen in Bezug auf die Passgenauigkeit auf Diese sind umso großer, je komplexer und großer die Bauteile werden Oft sind dadurch die resultierenden Restspalte zwischen den Fugepartnern jedoch großer als 150 μm, so dass die Warmeleitung zwischen den Fugepartnern verhindert ist Dies fuhrt vielfach zu einer ungenügenden Plastifizierung des transparenten Fugepartners und damit zu einer nicht ausreichenden Festigkeit der Schweißverbindung
Das Laserstrahlbonden von Silizium und Glas basiert auf der Nutzung von Adhäsionskräften und der Bildung chemischer Verbindungen an der Fugestelle Da bei diesem Prozess die thermische Ausdehnung aufgrund der kleinen Ausdehnungskoeffizienten nicht genutzt werden kann, sind die Bauteile hierbei sogar mit Nullspalt miteinander zu fixieren
Bei den genannten und weiteren Annwendungsbeispielen ist es daher notwendig, dass die Fugepartner vorab miteinander verspannt werden, um Restspalte zwischen den Fugepartnern auszuschließen oder zumindest zu minimieren
An die Spanntechnik sind dabei besondere Anforderungen gestellt So sollte der Laserstrahl durch die Spannvorrichtung nicht behindert bzw abgeschattet werden Bei komplexen Bauteilen mit dreidimensionalen Konturen und sprunghaften Konturanderungen lasst sich das Spannen der Fugepartner durch herkömmliche FPL-Fallπummer 08F49691-ILT 3 16 12 2009
Einsätze deshalb nicht bzw. nur mit sehr komplexen Spann Vorrichtungen realisieren.
Zur Übertragung des zum Verspannen notwendigen Fügedrucks ist z.B. aus E. Haberstroh et al.: "Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen", KGK - Kautschuk Gummi Kunststoffe 11/2006, S. 590-595 die Verwendung einer Glasplatte bekannt. Diese wird gegen die zu verspannenden Bauteile gepresst. Die Glasplatte ist für den Laserstrahl transparent und eignet sich deswegen als der Laserquelle zugewandte Spannbacke Um dreidimensionale oder ungenau gefertigte zweidimensionale Oberflächen zu spannen ist eine Glasplatte jedoch ungeeignet, da Glasplatten in der Regel ebene Flächen aufweisen. Der Druck kann bei komplexen Bauteilen somit nicht homogen über die Nahtgeometrie aufgebracht werden. Möglich ist es zwar, die Glasplatte zusätzlich mit einem transparenten und an die Schweißnaht angepassten Stempel zu versehen. Aufgrund des jeweils bauteilspezifisch herzustellenden Stempels wird die Ersetzbarkeit der Spannvorrichtung jedoch stark eingeschränkt. Alternativ kann auch eine an die Bauteilkontur angepasste Spannbrille verwendet werden, die den Fύgedruck von außen aufbringt. Dabei bleibt der zu schweißende Bereich frei. Die Fügeteile müssen dafür allerdings mit einem umlaufenden Rand als Auflagefläche für die Spannbrille ausgeführt sein. Darüber hinaus kann es durch die nicht symmetrische Druckbeaufschlagung zu einem mechanischen Verspannen bzw. zu zusätzlicher Spaltbildung kommen.
Darüber hinaus ist aus der EP 1405713 A1 das Verspannen zweier Kunststoffwerkstücke durch mechanisches Anpressen mittels einer transparenten Glaskugel bekannt. Diese kann rollend über den transparenten Fügepartner bewegt werden und dient gleichzeitig als Fokussierlinse für die Laserstrahlung. Mit dieser Anordnung können zwar auch dreidimensionale Fügepartner miteinander verspannt werden, jedoch müssen dabei die konkaven Nahtverläufe größere Radien aufweisen als die der Glaskugel, insbesondere können sprunghafte Konturänderungen (z.B. 90°-Winkel) nicht auf diese Weise verspannt werden. FPL-Fallnummer O8F49691-ILT 4 16 12 2009
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verspannen zweier Fügepartner bereitzustellen, womit mechanische Verspannungen und eine zusätzliche Spaltbildung vermieden werden, welche/welches darüber hinaus schnell und flexibel für unterschiedlich geformte, insbesondere auch für sehr komplexe dreidimensionale Bauteile verwendbar ist, und welche/welches insbesondere für das Laserdurchstrahlfügen geeignet ist.
Darstellung der Erfindung
Die Lösung dieses technischen Problems erfolgt durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche angegeben oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das technische Problem durch eine Spannvorrichtung zum Verspannen zweier Fügepartner gelöst wird, welche ein mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befülltes oder befüllbares Reservoir umfasst, das zumindest teilumfänglich durch ein flexibles Element begrenzt wird. Die zu verspannenden Fügepartner können dabei mit dem flexiblen Element derart in Kontakt gebracht werden, dass durch einen im Reservoir erzeugbaren Druck über das flexible Element eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner ausgeübt werden kann.
Die Erfindung vermeidet somit eine ungleichmäßige Druckbeaufschlagung. Der gemäß der Erfindung im Reservoir erzeugbare Druck führt zu einer das flexible Element an die Fügepartner, und damit indirekt zu einer die Fügepartner gegeneinander pressenden Kraft. Da der Druck im Reservoir homogen oder nahezu homogen ist, ist die auf das flexible Element bzw. indirekt auf die Fügepartner wirkende Kraft räumlich sehr homogen verteilt. Mechanische Verspannungen bzw. zusätzliche Spaltbildungen zwischen den Fügepartπern werden somit vermieden. FPL Fallπummer 08F49691 ILT 5 16 12 2009
Das Element, das mit den zu verspannenden Fugepartnern in Kontakt gebracht wird, ist flexibel, d h nicht steif sondern nachgiebig, so dass es bei der Krafteinwirkung durch den im Reservoir erzeugten Druck verformbar ist Es kann beispielsweise elastisch sein, insbesondere derart elastisch, dass es bei der Krafteinwirkung durch den im Reservoir erzeugten Druck seine Form andern kann und vorzugsweise nach dessen Wegfall wieder in die Ursprungsform zurückkehrt oder zumindest weitgehend in die Ursprungsform zurückkehrt Es kann aber auch nur in beschranktem Maße elastisch sein, insbesondere kann es z B viskoelastisch oder plastisch verformbar sein In jedem Fall ist es vorzugsweise zumindest nach einer Verformung nochmals verformbar, so dass es vielfach nacheinander zum Verspannen eingesetzt werden kann, wodurch die Verfahrensdauer verkürzt und die Standzeit der Vorrichtung erhöht wird
Die Flexibilität, d h insbesondere die Nachgiebigkeit, Biegsamkeit und Verformbarkeit, des flexiblen Elements ermöglicht es und ist vorzugsweise so ausgeprägt, dass seine Oberflachentopographie sich der Kontur eines zu verspannenden Fugepartners anpassen kann Das flexible Element kann insbesondere gedehnt, gestreckt oder gekrümmt werden Auf diese Weise ist das flexible Element in der Lage, sich bei geeignet gewähltem Druck eng an die Kontur der Fugepartner anzulegen Anders ausgedruckt ist die Wahl des flexiblen Elements, und damit insbesondere seine Nachgiebigkeit bzw Verformbarkeit, und die Hohe des im Reservoir erzeugten Drucks so aufeinander abgestimmt, dass sich das flexible Element durch diesen Druck eng an die Kontur der Fugepartner anlegt Dadurch verteilt sich die Kraftwirkung räumlich homogen auf die gesamte, dem elastischen Element zugewandte Oberflache der Fugepartner
Daher können die Fugepartner insbesondere dreidimensional ausgeführt sein - d h das Verfahren ist nicht auf reine Flachengebilde begrenzt -, ohne dass eine an diese Fugepartner speziell angepasste Anpressvorrichtung hergestellt werden muss Die Spannvorrichtung ist somit sehr vielseitig verwendbar, ohne dass lange Umrustzeiten auftreten
Die erfindungsgemaße Vorrichtung weist vor allem beim Laserstrahlfugen besondere Vorteile auf Dabei kann die Vorrichtung auf einfache Weise nämlich insbesondere so ausgestaltet sein, dass beim Verspannen der Fugepartner eine FPL Fallπummer 08F49691 ILT 6 16 12 2009
Abschattung des Laserstrahls, mit dem die Fugepartner gefugt werden, gänzlich vermieden werden kann Vorzugsweise weist die Spannvorrichtung hierfür einen optischen Zugang auf, durch den hindurch eine Beaufschlagung der Fugepartner mit Strahlung der Laserstrahlquelle ermöglicht wird Insbesondere ist auch das flexible Element für diesen Zweck geeignet ausgebildet Vorzugsweise ist das flexible Element für Strahlung im Bereich von 400 bis 3000 nm, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 2200 nm, und insbesondere für die Strahlung der Laserstrahlquelle transparent oder zumindest weitgehend transparent Somit kann eine Laserbeaufschlagung der Fugepartner durch das flexible Element hindurch erfolgen
Ein geeignetes flexibles Element kann beispielsweise einen Polymer-Bestandteil aufweisen oder aus einem Polymer bestehen Vorzugsweise hat das flexible Element einen Silikon- und/oder Teflonanteil oder besteht aus Silikon und/oder Teflon Silikon besitzt eine hohe Transmission im genannten Strahlungsbereich und eine hohe Flexibilität, Teflon weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf
Bei dem Medium, mit dem das Reservoir befullt ist bzw wird, handelt es sich um ein gasformiges oder flussiges Medium Für die Anwendung beim Laserstrahlfugen ist auch das Medium vorzugsweise für Strahlung im Bereich von 400 bis 3000 nm, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 2200 nm, und insbesondere für die Strahlung der verwendeten Laserstrahlquelle transparent oder zumindest weitgehend transparent Als Medium gut geeignet, insbesondere für die Anwendung beim Laserstrahlfugen, ist beispielsweise Luft, welche sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie hochtransparent und sehr leicht verfugbar ist und keine Verschmutzung hinterlasst, so dass der apparative und finanzielle Aufwand vergleichsweise gering bleibt Die gleichen Vorteile weist Wasser auf, wodurch darüber hinaus eine hohe Wärmeleitfähigkeit gegeben ist
Das Reservoir ist ein Raum, der zumindest wahrend des Spannvorgangs für das enthaltene gasformige oder flussige Medium dicht ist Die Spannvorrichtung kann ein oder mehrere verschließbare Einlasseinrichtungen zum Einlassen des Mediums in das Reservoir aufweisen, mit diesen ist vorzugsweise der Druck des Mediums im Reservoir einstellbar Das Reservoir wird zumindest teilumfanghch FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 7 16 12 2009
durch das flexible Element begrenzt. Das Volumen des Reservoirs ist vorzugsweise aufgrund der Flexibilität des flexiblen Elements veränderbar.
Möglich ist auch, dass das Reservoir vollständig vom flexiblen Element begrenzt wird. In diesem Fall stellt das vom flexiblen Element begrenzte Reservoir ein "Fluidkissen" dar.
Vorzugsweise weist die Spannvorrichtung ein oder mehrere Begrenzungsmittel auf, welches bzw. welche alleine oder zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern eine Kammer oder zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern und mit einem Auflageelement, auf das die Fύgepartner aufgelegt oder an das die Fügepartner fixiert werden können, eine Kammer bildet/bilden bzw. bilden kann/können, die für das darin befindliche flexible Element undurchdringlich ist.
Das eine oder die mehreren Begrenzungsmittel kann bzw. können somit gemäß einer ersten Alternative bereits allein eine Kammer bilden; zum Verspannen zweier Fügepartner ist diese in diesem Fall zunächst zu öffnen und die Fügepartner mit der relativen Positionierung, mit der sie verbunden werden sollen, sind darin zu platzieren; anschließend ist die Kammer wieder zu verschließen, so dass sie für das darin befindliche flexible Element undurchdringlich ist. Eine derartige Kammer könnte z.B. durch eine Grundplatte als erstes Begrenzungsmittel, auf der die Fügepartner platziert werden können sowie einem oder mehreren weiteren Begrenzungsmitteln nach Art einer Glocke, welche auf die Grundplatte, die Fügepartner in der Kammer einschließend, aufgesetzt wird, realisiert werden.
Abhängig vom Anwendungsfall kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn das eine oder die mehreren Begrenzungsmittel noch nicht allein, sondern erst zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern, oder zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern und mit einem Auflageelement, eine Kammer bilden. In diesem Fall ist die Kammer somit nicht Teil der Spannvorrichtung, sondern wird erst während des Spannvorgangs gebildet. Hierfür wird das eine oder die mehreren Begrenzungsmittel so mit zumindest einem der zu verspannenden Fügepartner in Kontakt gebracht, z.B. darauf aufgesetzt, dass sich zwischen Ihnen ein Hohlraum ausbildet, sie also gemeinsam eine Kammer bilden. FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 8 16 12 2009
Alternativ wird das eine oder die mehreren Begrenzungsmittel so mit dem Auflageelement, auf das die Fugepartner aufgelegt oder an das sie fixiert sind, in Kontakt gebracht, z B darauf aufgesetzt, dass sie gemeinsam die Kammer bilden Für das Auflagelement sind viele Ausfuhrungsformen denkbar Vorausgesetzt ist für das Auflageelement allein, dass die Fugepartner darauf aufgelegt werden können oder daran fixierbar sind und dass es geeignet ist, der wahrend des Spannvorgangs auf mindestens einen der zu verspannenden Fugepartner wirkenden Kraft eine Gegenkraft entgegenzusetzen, vorzugsweise ist das Auflagenelement starr und in Richtung der auf mindestens einen der zu verspannenden Fugepartner wirkenden Kraft unbeweglich Das Auflageelement kann, muss aber nicht Teil der Spannvorrichtung sein Es kann somit ein in jedem Spannvorgang verwendetes Bauteil sein, möglich ist aber auch, dass für jeden Spannvorgang ein Auflagenelement individuell bereitgestellt ist Als Auflagenelement kommt insbesondere auch ein Tisch oder die Auflageflache eines Forderbandes in Frage
Unabhängig davon, ob die Kammer bereits Teil der Spannvorrichtung ist oder erst wahrend des Spannvorgangs zusammen mit den zu verspannenden Fugepartnern oder zusammen mit den zu verspannenden Fugepartnern und mit dem Auflageelement gebildet wird, ist bzw wird sie in jedem Fall so ausgebildet, dass sie für das dann befindliche flexible Element undurchdringlich ist
Die Kammer stellt dadurch, dass sie für das darin befindliche flexible Element undurchdringlich ist, die äußere Grenze für das Reservoir dar Auf diese Weise kann durch den im Reservoir erzeugten Druck dosierbar und homogen die auf das flexible Element wirkende Kraft gezielt auf die Fugepartner weitergeleitet werden
Dabei trennt das flexible Element in der Kammer vorzugsweise das Reservoir von einem zur Aufnahme der Fugepartner vorgesehenen Bereich Anders ausgedruckt weist die Kammer somit zwei Bereiche auf, nämlich einen das Reservoir enthaltenden Bereich und einen zur Aufnahme der Fugepartner vorgesehenen Bereich, diese beiden Bereiche werden vom flexiblen Element getrennt, insbesondere ist dadurch eine vorzugsweise luftdichte und in Bezug auf das Medium dichte Trennung gegeben Dies bewirkt eine einfache und schnelle FPL Fallnummer O8F49691 ILT 9 16 122009
Handhabbarkeit der Vorrichtung und damit ihre wirtschaftliche Verwendbarkeit in der Massenproduktion
Das oder die Begrenzungsmittel ist bzw sind so ausgebildet, dass sie und insbesondere die Kammer dem im Reservoir wahrend des Spannvorgangs erzeugten Druck standhalten können Vorzugsweise sind zur Gewährleistung der Dichtheit der Kammer und/oder dafür, dass die Kammer für das darin befindliche flexible Element undurchdringlich ist, hierfür geeignete Fixierungselemente vorhanden oder es können hierfür ausreichende Fixierungskrafte auf die Begrenzungsmittel einwirken Beispielsweise kann eine Glocke, die über eine Grundplatte und die darauf aufliegenden Fugepartner gestülpt wird, dabei mit einer Fixierungskraft auf die Grundplatte gedruckt werden, welche ausreicht, dass die Glocke sich aufgrund der Erzeugung des Drucks im Reservoir nicht von der Grundplatte abstoßt und somit diesem Druck standhalt
Die Erzeugung des Druckes im Reservoir kann besonders einfach erfolgen, wenn die Spannvorrichtung eine Druckeinstelleinπchtung zum Verandern des Druckes des Mediums im Reservoir umfasst Hierfür weist die Druckeinstelleinπchtung vorzugsweise zumindest ein Mittel auf, mit dem die Menge des Mediums im Reservoir erhöht und/oder zumindest ein Mittel, mit dem das Volumen des Reservoirs verringert werden kann
Beispielweise kann als Mittel zur Erhöhung der Menge des Mediums im Reservoir eine Einlasseinrichtung zum Einlassen des Mediums in das Reservoir vorhanden sein Dadurch kann auf einfache Weise der Druck des Mediums im Reservoir erhöht werden Der im Reservoir erzeugbare Druck, durch den über das flexible Element eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fugepartner ausgeübt werden kann bzw die vom flexible Element auf mindestens einen der zu verspannenden Fugepartner wirkende Kraft kann somit mit geringem Aufwand genau und reproduzierbar eingestellt werden
Alternativ (oder auch zusätzlich) kann ein Mittel vorhanden sein, mit dem das Volumen der Kammer, insbesondere des Reservoirs, verringert werden kann Beispielsweise kann die Spannvorrichtung eine Verstelleinrichtung aufweisen, mit der ein Begrenzungsmittel oder das Auflagenelement relativ zu einem (anderen) Begrenzungsmittel und/oder dem flexiblen Element bewegt werden kann so dass FPL Fallπummer 08F49691 ILT 10 16 12 2009
die Kammer verkleinert wird Beispielsweise kann dafür ein Begrenzungselement als Hohlkörper ausgeführt sein, in dem ein weiteres Begrenzungselement oder das Auflageelement nach Art eines Zyhnderkolbens gefuhrt wird, um den erforderlichen Druck im Reservoir auf diese Weise mechanisch zu erzeugen
Der im Reservoir erzeugbare Druck liegt typischerweise zwischen 1 bar und 200 bar, vorzugsweise zwischen 2 bar und 7 bar Dies ermöglicht in Zusammenwirken mit dem elastischen Element eine optimale Spannwirkung
In einer besonders vorgezogenen Ausfuhrung der Erfindung weist die Spannvorrichtung eine Heizeinrichtung auf, mit der die Temperatur des Mediums erhöht werden kann Die Erhöhung der Temperatur mittels der Heizeinrichtung kann dabei entweder innerhalb des Reservoirs oder bereits vor Einlass des Mediums in das Reservoir erfolgen
Durch die erhöhte Temperatur des Mediums kann der Fugeprozess unterstutzt werden Darüber hinaus lasst sich durch die vom warmen Medium bewirkte Erwärmung des flexiblen Elements dessen Flexibilität weiter erhohen Dies steigert die Anpassungsfähigkeit des flexiblen Elements an die Kontur der Fugepartner, wodurch die Homogenitat der Krafteinwirkung auf die Fugepartner nochmals erhöht und die Gefahr von durch den Spannprozess bewirkten mechanischen Verspannungen bzw zusätzlichen Spaltbildungen zwischen den Fugepartnern weiter verringert wird
Auch die Fugepartner, insbesondere der obere Fugepartner, werden indirekt, nämlich durch das warme Medium (sowie durch das dadurch erwärmte flexible Element) erwärmt Auch dies erleichtert die Anpressung und das Aufschmelzen der Fugepartner Durch die effektive Erwärmung des oberen Fugepartners kann, bei gleicher Energie des Laserstrahls, eine verbesserte Diffusion stattfinden, welche zu höheren Nahtfestigkeiten fuhren kann Vorzugsweise wird die Temperatur des Mediums beim Spannvorgang so gewählt, dass durch die resultierende Erwärmung des oberen Fugepartners dessen Steifigkeit merklich herabgesetzt wird Gleichzeitig liegt die Temperatur des Mediums beim Spannvorgang naturlich unterhalb der Schmelztemperatur des flexiblen Elements Die Auswahl des flexiblen Elements und die Vorwarmung des Mediums wird insofern entsprechend aufeinander und auf die zu verspannenden Fugepartner FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 11 16 12 2009
oder zumindest den oberen Fügepartner abgestimmt. Typischerweise liegt die Temperatur des vorgewärmten Mediums zwischen 40 bis 500 0C.
Durch die Herabsetzung der Steifigkeit des oberen Fügepartners werden Spannungsrisse infolge Eigenspannungen vermieden. Durch die größere Flexibilität des oder der erwärmten Fügepartner können darüber hinaus größere Spaltmassen zwischen den Fügepartnern überbrückt werden.
Wie bereits ausgeführt werden die zu verspannenden Fügepartner erfindungsgemäß mit dem flexiblen Element derart in Kontakt gebracht, dass durch einen im Reservoir erzeugbaren Druck über das flexible Element eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner ausgeübt werden kann. Typischerweise werden die beiden Fügepartner in der gewünschten Positionierung zueinander auf ein Auflageelement aufgelegt oder daran fixiert. In der Regel werden die Fügepartner beim Spannvorgang somit nur bereichsweise mit dem flexiblen Element direkt und unmittelbar in Kontakt gebracht, nämlich nur ihre Oberflächenbereiche, die eine unmittelbare Grenzfläche der beim Spannvorgang gebildeten Kammer darstellen; dabei liegt in vielen Anwendungsfällen ein direkter unmittelbarer Kontakt vor allem oder im wesentlichen nur mit einem der Fügepartner vor, im Extremfall kann der direkte Kontakt ausschließlich mit einem der Fügepartner bestehen.
Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Fugepartner nur bereichsweise verspannt werden. Insbesondere ist es bei sehr ausgedehnten Fügepartnern möglich, dass mehrere Bereiche sukzessive von der Spannvorrichtung bearbeitet werden. Andererseits ist es vorteilhaft, wenn die Spannvorrichtung derart ausgebildet ist, dass auch sehr ausgedehnte Fügepartner während der Dauer lediglich eines Spannvorgangs verspannt werden können. Hierzu weist die Spannvorrichung entsprechend einer vorgezogenen Ausführungsform zwei oder mehr Reservoirs auf. Jedes Reservoir ist dabei mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befüllt oder befüllbar, das Medium kann dabei, muss aber im allgemeinen Fall nicht in jedem Reservoir das gleiche sein Es ist jeweils ein flexibles Element vorhanden, das zumindest teilumfänglich ein Reservoir begrenzt. Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung dabei so ausgebildet, dass in mindestens FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 12 16 12 2009
zwei Reservoirs der Druck unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Auf diese Weise ist es im Bedarfsfall möglich, die Fügepartner mit unterschiedlicher Kraftverteilung zu verspannen
Gemäß einem weiteren Aspekt wird das der Erfindung zu Grunde liegende Problem durch ein Verfahren zum Laserstrahlfügen von zwei Fügepartnern gelöst, bei dem die Fügepartner vor und/oder während der Beaufschlagung mit Laserstrahlung miteinander verspannt werden, bei dem die zu verspannenden Fügepartner mit einem flexiblen Element in Kontakt gebracht werden, und bei dem durch einen im mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befüllten und zumindest teilumfänglich durch das flexible Element begrenzten Reservoir erzeugbaren Druck über das flexible Element eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner ausgeübt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des durch die Patentansprüche vorgegebenen Schutzbereichs nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung
Fig. 2 Schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bei Erzeugung eines Druckes im Reservoir
Fig. 3: Schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
Fig. 4: Schematische Darstellung der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 3 bei Erzeugung eines Druckes im Reservoir
Fig. 5: Schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung FPL Fallnummer 08F49691 ILT 13 16 12 2009
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig 1 und 2 zeigen den Verfahrensablauf für eine erste Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung Über einem ersten Fugepartner 1 ist oder wird ein zweiter Fugepartner 2 angeordnet, Fugepartner 1 liegt dabei auf einem als Grundplatte ausgebildeten Auflagenelement 7 auf Über die Fugepartner 1 , 2 wird anschließend ein flexibles Element 3 gelegt Ein als Hohlkörper ausgebildetes erstes Begrenzungsmittel 5 und ein, hier als Glasplatte ausgebildetes, zweites Begrenzungsmittel 6 bilden zusammen eine "Glocke", welche, die Fugepartner 1 ,
2 einschließend, auf die Grundplatte bzw das Auflagenelement 7 aufgesetzt wird Das flexible Element 3 kann insbesondere wie hier gezeigt als Folie ausgebildet sein, welche erst beim bzw durch das Aufsetzen der durch die Begrenzungsmittel 5, 6 gebildeten Glocke auf das Auflagenelemeπt 7 fixiert wird Das flexible Element
3 kann stattdessen aber auch mit einem der Begrenzungsmittel, z B dem Hohlkörper 5, dauerhaft verbunden sein, z B als mit dem Hohlkörper dauerhaft verbundene Membran vorliegen, welche beim Aufsetzen der durch die Begrenzungsmittel 5, 6 gebildeten Glocke auf die Fugepartner 1 , 2 herabgesenkt wird
Die Begrenzungsmittel 5, 6 und das Auflageelement 7 (welches auch als weiteres Begrenzungsmittel angesehen werden konnte) bilden bzw umschließen gemeinsam eine Kammer 9 Diese umfasst das mit einem gasformigen oder flussigen Medium befullte oder befullbare Reservoir 10, welches vom flexiblen Element 3 und der durch die Begrenzungsmittel 5, 6 gebildeten Glocke begrenzt wird und abgesehen von einer verschließbaren Einlassoffnung 12 für das Medium dicht ist Die Kammer 9 umfasst darüber hinaus einen zur Aufnahme der Fugepartπer 1 ,2 vorgesehenen Bereich 11 Dieser Bereich 11 wird vom Reservoir 10 durch das flexible Element 3 getrennt
Fig 2 zeigt den weiteren Verfahrensverlauf für diese erste Ausfuhrungsform Erfindungsgemaß wird im Reservoir 10 ein Druck erzeugt Dies geschieht im vorliegenden Fall, indem der Druck p des Mediums im Reservoir 10 durch Zufuhr des Mediums durch die Einlassoffnung 12, für die in einem der Begrenzungsmittel, hier dem Hohlkörper 5 eine Bohrung vorgesehen ist, erhöht wird Dadurch dehnt sich das Reservoir 10 in der Kammer 9 aus, ermöglicht wird dies durch die FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 14 16 12 2009
Flexibilität des flexiblen Elements 3. Die übrigen Grenzflächen des Reservoirs 10 sind den Begrenzungsmitteln 5, 6 zugeordnet, welche derart ausgebildet sind, insbesondere hinreichend starr und geeignet fixiert sind, dass sie trotz des erhöhten Drucks im Reservoir 10 bewegungslos bleiben. Hierfür kann beispielsweise, wie hier angedeutet, eine definierte Kraft F über den Hohlkörper 5 eingeleitet werden, welche hinreichend groß ist, dass die durch die Begrenzungsmittel 5, 6 gebildete Glocke sich nicht von der Grundplatte 7 abstößt und die umlaufende Dichtung 4 ausreichend gestaucht ist um den in der Glocke herrschenden Druck Stand zu halten. Beispielsweise wird in der Kammer ein Druck von p = 7 bar eingestellt und die Glocke mit einer Kraft von F = 7000 N auf der Grundplatte fixiert, wobei die Glocke auf der Grundplatte eine Fläche von 10000 mm2 umschließt.
Somit hält insbesondere die gesamte Kammer 9 dem erzeugten Druck stand, d.h. bildet eine starre, vom erhöhten Druck nicht verschobene bzw. nicht verschiebbare äußere Grenze für das Reservoir 10. Das Reservoir 10 dehnt sich aufgrund des erzeugten Druckes maximal so weit aus, wie es die Kammer 9 und die darin vorhandenen Fügepartner 1 , 2 zulassen. Die Ausdehnung des Reservoirs führt somit schließlich dazu, dass sich das flexible Element 3, bzw. zumindest ein Abschnitt des flexiblen Elements 3, eng an die Fügepartner 1 , 2 anlegt. Der Druck im Reservoir 10 bewirkt eine das flexible Element 3 in Richtung der Fügepartner 1 , 2 treibende, in der Abbildung durch Pfeile symbolisierte Kraft, d.h. das flexible Element 3 wird gegen die Fügepartner 1 , 2 gepresst. Das flexible Element 3, hier eine Folie aus Silikon, ist dabei so ausgebildet, insbesondere so elastisch, dass es sich bei geeignet gewähltem Druck der gegebenen Kontur anpasst. Das flexible Element 3 übt somit homogen eine über den Druck einzustellende Kraft auf die Fügepartner 1 , 2 aus, unmittelbar vor allem auf den oberen Fügepartner 2. Dieser obere Fügepartner 2 wird auf diese Weise gegen den unteren Fügepartner gepresst. Aufgrund der räumlich homogenen Verteilung dieser Kraft, welche durch die Druckregelung im Reservoir 10 exakt einstellbar ist, kann eine optimale Spannwirkung erzielt werden, ohne dass es zu unerwünschten mechanischen Verspannungen kommt. FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 15 16 12 2009
Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Spannvorrichtung ist geeignet und dient vorzugsweise als Teil einer Vorrichtung zum Laserstrahlfügen. Hierfür wird ein in den Abbildungen nicht gezeigter Laserstrahl einer Laserstrahlquelle mittels eines optischen Zugangs, welcher hier durch die Glasplatte 6 realisiert wird, in die Kammer 9 hinein gekoppelt und auf die mittels der Spannvorrichtung - wie in Fig. 2 dargestellt - miteinander verspannten Fügepartner 1 , 2 gerichtet. Beim Laserdurchstrahlfügen handelt es sich bei dem Fügepartner 2 um ein für die Wellenlänge des Laserstrahls transparentes oder zumindest im wesentlichen transparentes Werkstück, so dass der Laserstrahl diesen durchdringt und anschließend auf den Fügepartner 1 trifft. Dieser ist für die Wellenlänge des Laserstrahls absorbierend oder zumindest bereichsweise, z.B. in Form einer absorbierenden Deckschicht, ausreichend absorbierend, dass die entstehende Wärme im Falle des Kunststoffschweißens ein Plastifizieren beider Fügepartner 1 , 2 und damit ein Aufschmelzen bewirken kann. Das flexible Element 3 ist ebenfalls für die Wellenlänge der verwendeten Laserstrahlung transparent oder zumindest im wesentlichen transparent, genauso wie das verwendete Medium im Reservoir 10.
Somit kann jeder Bereich der zwischen den beiden Fügepartnern 1 , 2 vorliegenden und von ihnen gebildeten Grenzfläche mit dem Laserstrahl ohne Schwierigkeiten erreicht werden.
Alternativ zum in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel ist es auch möglich, dass die Laserstrahlung statt durch ein Begrenzungsmittel 6 durch das Auflageelement 7 eingekoppelt wird. In diesem Fall wären die Absorptions- bzw Transmissionseigenschaft genau umzukehren, so dass etwa der auf dem Auflageelement 7 aufliegende oder daran fixierte "untere" Fügepartner 1 in diesem Fall der transparente Fügepartner und Fügepartner 2 der absorbierende Fügepartner wäre. Bei diesem Ausführungsbeispiel wären besondere transmissive Eigenschaften von flexiblen Element 3 und Medium offensichtlich nicht erforderlich.
Im Übrigen sei betont, dass die in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Vorrichtungen selbstverständlich nur eine relative Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander angeben. So müssen die Fügepartner 1 , 2 beispielsweise offensichtlich nicht im FPL Fallnummer 08F49691 ILT 16 16 12 2009
Schwerkraftssinne "auf dem Auflagenelement 7 aufliegen, d h bedarfsweise konnte sich das Auflagenelement 7 (im Schwerkraftssinne) innerhalb der Spannvorrichtung auch "oben", beispielsweise an der oberen Seite der Kammer 9 befinden Entscheidend ist, dass das Auflagenelement 7 geeignet ist, der wahrend des Spannvorgangs auf die zu verspannenden Fugepartπer 1 , 2 wirkenden Kraft eine Gegenkraft entgegenzusetzen
Fig 3 und 4 zeigen den Verfahrensablauf für eine zweite Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Vorrichtung Der Unterschied zur ersten Ausfuhrungsform besteht dabei in der Ausgestaltung und Fixierung des flexiblen Elements 3 Dieses ist hier mit einem der Begrenzungsmittel, in diesem Fall dem Hohlkörper 5 dauerhaft verbunden und wird somit nicht unbedingt erst beim bzw durch das Aufsetzen der durch die Begrenzungsmittel 5, 6 gebildeten Glocke auf das Auflagenelement 7 fixiert
Konkret besteht die Fixierung aus einer Verbindung des flexiblen Elements 3 mit einem Begrenzungsmittels 5 entlang eines geschlossenen Weges an der Innenseite des Begrenzungsmittels 5, dabei eine Einlassoffnung 12 für das Medium umschließend Das flexible Element 3 bildet dabei insbesondere ein sackartiges Gebilde bzw ein Gebilde, welches als Fluidkissen bezeichnet werden kann, und welches von außerhalb des Begrenzungsmittels 5 durch Emlass des Mediums mit Druck beaufschlagt werden kann
Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel besteht das Reservoir 10 aus dem vom flexiblen Element 3 eingeschlossenen Volumen, anders ausgedruckt wird es (abgesehen von der verschließbaren Einlassoffnung) ausschließlich vom flexiblen Element 3 begrenzt Bei hinreichender Druckbeaufschlagung legt sich das vom flexiblen Element 3 gebildete sackartige Gebilde bzw Fluidkissen vollumfanghch an die Innenseite der gebildeten Kammer 9 und die Fugepartner 1 , 2 an
Auch in dieser Ausfuhrungsform der Erfindung muss zwar dafür Sorge getragen werden, dass die durch die Begreπzungsmittel 5, 6 gebildete Glocke sich nicht von der Grundplatte 7 abstoßt, etwa wiederum mittels einer definierten Kraft F, die über den Hohlkörper 5 eingeleitet wird Allerdings muss hier keine Vorkehrung FPL Fallnummer 08F49691 ILT 17 16 12 2009
getroffen werden zur Abdichtung der Kammer 9, z B in Form einer umlaufenden Dichtung 4, da das mit Druck beaufschlagte Reservoir 10 durch das flexible Element 3 in diesem Fall in sich dicht ist
Hinsichtlich der Eignung und Verwendung der Ausfuhrungsform aus Fig 3 für das Laserstrahlfugen gelten die Ausfuhrungen bzgl der Fig 1 und 2 in gleichem Sinne
Ein weiteres erfindungsgemaßes Ausfuhrungsbeispiel ist in Fig 5 dargestellt Es weist wie das in Fig 3 und 4 gezeigte Beispiel ein flexibles Element 3 in Form eines sackartigen Gebildes bzw eines Fluidkissens auf Gemäß diesem weiteren Beispiel wird dem von diesem flexiblen Element 3 umgebenen Reservoir 10, welches eine bestimmte Menge des gasformigen oder flussigen Mediums aufweist, zum Verspannen keine weitere Menge des Mediums zugeführt Das Reservoir 10 benotigt insbesondere somit keine Einlassoffnung und kann insbesondere auch aufgrund des umgebenen flexiblen Elements 3 völlig dicht für das bei Herstellung des Reservoirs 10 eingefüllte Medium ausgebildet sein Das vom flexiblen Element 3 umgebene Reservoir 10 kann, muss jedoch nicht an einem der Begrenzungsmittel 5, 6 fixiert sein
Der Druck wird in dieser Ausfuhrungsform somit nicht durch eine Erhöhung der Menge des Mediums im Reservoir 10 erzeugt Stattdessen ist ein Mittel vorhanden, mit dem das Volumen der Kammer 9 verringert werden kann, beispielsweise kann hierfür, wie in Fig 5 dargestellt, das Auflagenelement 7 relativ zu den Begrenzungsmitteln 5, 6 bewegt werden Eine hinreichende Verkleinerung der Kammer 9 fuhrt zu einem mechanischen Druck auf das vom flexiblen Element 3 umgebene Reservoir 10 Ähnlich wie im Ausfuhrungsbeispiel der Fig 3 und 4 legt sich schließlich - diese Verfahrenssituation ist in Fig 5 dargestellt - das vom flexiblen Element 3 vollständig umgebene Reservoir 10 vollumfanglich an die Innenseite der (in diesem Fall verkleinerten) Kammer 9 und die Fugepartner 1 , 2 an Der bei Verkleinerung der Kammer 9 auf das Reservoir 10 wirkende Druck wird auf diese Weise auf die Fugepartner 1 , 2 weitergeleitet Durch hinreichende Große des Reservoirs 10 ist dabei sichergestellt, dass die Kraft auf die Fugepartner 1 , 2 räumlich homogen ist Es genügt, dass die Kraft auf den FPL Fallnummer 08F49691 ILT 18 16 12 2009
Fugepartner 2 im wesentlichen nur durch den homogenen Druck im Reservoir 10 herrührt
Figur 6 zeigt eine Ausfuhrungsform der Erfindung, die insbesondere für sehr ausgedehnte Fugepartner 1 , 2 geeignet ist oder für eine Anwendung, bei der das Verspannen mit einer speziellen Druckverteilung erfolgen soll
Die Spannvorrichtung weist hierfür mehrere Reservoirs 10, 10', 10" auf Es sind ein oder mehrere flexible Elemente 3, 3', 3" vorhanden, insbesondere ist grundsätzlich für jedes Reservoir 10, 10', 10" jeweils ein flexibles Element 3, 3', 3" vorhanden, das zumindest teilumfanglich das Reservoir 10, 10', 10" begrenzt Im vorliegenden Fall ist jedes flexible Element 3, 3', 3" einem Reservoir 10, 10', 10" zugeordnet In diesen Reservoirs 10, 10', 10" ist jeweils ein bestimmter Druck erzeugbar, so dass die flexiblen Elemente 3, 3', 3" jeweils mit einem Abschnitt der zu verspannenden Fugepartner 1 , 2 in Kontakt gebracht werden und somit gemäß des allgemeinen Erfindungsgedankens jeweils eine Kraft auf einen Abschnitt des mindestens einen der zu verspannenden Fugepartner 1 , 2 ausübt
Die Begrenzungmittel 5, 6 sind dabei so ausgestaltet, dass beim Aufsetzen dieser Begrenzungmittel 5, 6 auf das Auflagenelement 7 bzw die Fugepartner 1 , 2 mehrere separate Kammern 9, 9', 9" gebildet werden Die flexiblen Elemente 3, 3', 3" können unterschiedlich voneinander die verschiedenen bereits beschriebenen Ausgestaltungen haben Das in Fig 6 gezeigte Beispiel veranschaulicht dies, indem ein elastisches Element 3" etwa wie in der in Fig 1 und 2 dargestellten Ausfuhrungsform als Folie ausgeführt ist, ein weiteres elastisches Element 3 wie in der in Fig 3 und 4 dargestellten Ausfuhrungsform als von außen mit einem Medium befullbares Fluidkissen und schließlich ein drittes elastisches Element 3' entsprechend der in Fig 5 gezeigten Ausfuhrungsform als befulltes Fluidkissen, welches von außen nicht weiter befullt wird oder befullbar ist
Mit der Ausfuhrungsform der Fig 6 ist es möglich verschiedene Abschnitte der Fugepartner 1 , 2 mit einem voneinander verschiedenen Druck zu beaufschlagen und damit eine Verspannung der Fugepartner 1 , 2 mit einer definierten Druckverteilung zu erzeugen Insbesondere kann hierfür auch für verschiedene FPL-Fallπummer 08F49691-ILT 19 16 12.2009
Reservoirs 10, 10', 10" ein unterschiedliches Medium oder eine unterschiedliche Vorwärmung des oder der Medien vorgesehen werden.
Selbstverständlich können auch mehr als die drei gezeigten Reservoirs 10, 10', 10" bzw. Kammern 9, 9', 9" vorgesehen werden, insbesondere können diese auch in einer Flächenstruktur und nicht lediglich wie hier gezeigt in Reihe angeordnet sein.
FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 20 16 12 2009
Bezugszeichenliste
1 Fugepartner
2 Fugepartner
3 flexibles Element
4 Dichtung
5 Begrenzungsmittel
6 transparentes Begrenzungsmittel
7 Auflageelement
9 Kammer
10 Reservoir
11 zur Aufnahme der Fugepartner vorgesehenen Bereich des Reservoir
12 Einlassoffnung

Claims

FPL-Fallnummer O8F49691-ILT 21 16 122009Patentansprüche
1. Spanπvorrichtung zum Verspannen zweier Fügepartner (1 , 2), dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befülltes oder befüllbares Reservoir (10) umfasst, das zumindest teilumfänglich durch ein flexibles Element (3) begrenzt wird, wobei die zu verspannenden Fügepartner (1 , 2) mit dem flexiblen Element (3) derart in Kontakt gebracht werden können, dass durch einen im Reservoir (10) erzeugbaren Druck über das flexible Element (3) eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner (1 , 2) ausgeübt werden kann.
2 Spannvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (3) elastisch ist, insbesondere eine Folie oder eine Membran ist.
3. Spannvorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (3) aus einem Polymer, insbesondere aus Silikon oder Teflon, besteht oder dieses enthält.
4. Spannvorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (3) derart ausgebildet ist, dass seine Oberflächentopographie sich der Kontur eines zu verspannenden Fύgepartners (1 , 2) anpassen kann.
5. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder mehrere Begrenzungsmittel (5, 6) aufweist und dass das oder die Begrenzungsmittel (5, 6)
• eine Kammer (9) bildet/bilden oder zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern (1 , 2) eine Kammer (9) bilden kann/können oder
■ zusammen mit den zu verspannenden Fügepartnern (1 , 2) und mit einem Auflageelement (7), auf das die Fügepartner (1 , 2) aufgelegt oder an das FPL-Fallnummer 08F49691-ILT 22 16 12 2009
die Fugepartner (1 , 2) fixiert werden können, eine Kammer (9) bilden kann/können, derart, dass die Kammer (9) für das dann befindliche flexible Element (3) undurchdringlich ist
6 Spannvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (3) in der Kammer (9) das Reservoir (10) von einem zur Aufnahme der Fugepartner (1 , 2) vorgesehenen Bereich (11) trennt
7 Spannvorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckeinstelleinnchtuπg zum Verandern des Druckes des Mediums im Reservoir (10)
8 Spannvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinstellemπchtuπg ein Mittel umfasst, mit dem die Menge des Mediums im Reservoir (10) erhöht werden kann
9 Spannvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinstelleinnchtung ein Mittel umfasst, mit dem das Volumen des Reservoirs (10) verringert werden kann
10 Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung, mit der die Temperatur des Mediums erhöht werden kann
11 Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehr Reservoirs (10, 10', 10") umfasst
12 Spannvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei Reservoirs (10, 10', 10") der Druck unabhängig voneinander eingestellt werden kann
13 Vorrichtung zum Laserstrahlfugen von zwei Fugepartnern (1 , 2) mit einer Laserstrahlquelle und einer Spannvoπchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung einen optischen Zugang (6) aufweist, durch den hindurch FPL-Fallπummer O8F49691-ILT 23 16.12 2009
eine Beaufschlagung der Fügepartner (1 , 2) mit Strahlung der Laserstrahlquelle ermöglicht wird.
14. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (3) für die Strahlung der Laserstrahlquelle weitgehend transparent ist.
15. Verfahren zum Laserstrahlfügen von zwei Fügepartnern (1 , 2), insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fügepartner (1 , 2) vor und/oder während der Beaufschlagung mit Laserstrahlung miteinander verspannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verspannenden Fügepartner (1 , 2) mit einem flexiblen Element (3) in Kontakt gebracht werden, und dass durch einen in einem mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befüllten und zumindest teilumfänglich durch das flexible Element (3) begrenzten Reservoir (10) erzeugbaren Druck über das flexible Element (3) eine Kraft auf mindestens einen der zu verspannenden Fügepartner (1 , 2) ausgeübt wird.
16. Verfahren zum Laserstrahlfügen von zwei Fügepartnern (1 , 2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der zu verspannenden Fügepartner (1 , 2) durch das Medium erwärmt wird.
PCT/EP2009/009156 2008-12-19 2009-12-18 Vorrichtung und verfahren für das laserstrahlfügen Ceased WO2010069599A1 (de)

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