Verbindungstechnik Zugeknöpft

Redakteur: Güney Dr.S.

Bei Hybrid-Bauweisen können Clinchverfahren ihre Vorteile gegenüber konventionellen Fügetechniken voll ausspielen- Bleche und Blechteile sicher und wirtschaftlich zu verbinden, diese Aufgabe...

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Bleche und Blechteile sicher und wirtschaftlich zu verbinden, diese Aufgabe gewinnt in der Industrie, besonders im Automobilbau, immer mehr an Bedeutung. Die Kosten für Material, Betrieb, Energie und Investitionen zählen dabei ebenso zu den relevanten Gesichtspunkten wie Zuverlässigkeit und Qualität der Verbindungen selbst. Als Herausforderung kommt hinzu, dass der rasche Vormarsch von Hybrid-Techniken geeignete Fügeverfahren voraussetzt. Denn hier sind konventionelle Verbindungstechniken nur noch bedingt oder gar nicht anzuwenden, weil keine optimale technische Anpassung mehr möglich ist oder weil zum Beispiel Stahl- und Aluminiumbleche durch Schweißen praktisch nicht verbunden werden können.Rundpunktverfahren als Alternative zum SchweißenWie kaum eine andere Branche forciert der Automobilbau die Entwicklung verfahrens- und produktionstechnischer Lösungen. Das gilt sowohl für die Herstellung von Komponenten als auch von Baugruppen und Modulen. In jedem Fall müssen höchste sicherheitstechnische Anforderungen sowie maximale Zuverlässigkeitsansprüche erfüllt werden, und auch hinsichtlich des späteren Recyclings gilt es bereits in der Entwicklung die Weichen für eine vereinfachte Demontage und sortenreine Resteverwertung zu stellen. Die weiteren Aspekte wie Reparaturfreundlichkeit und Wartung in der Betriebsphase oder Produktivität und Wirtschaftlichkeit in der Fertigung gilt es ebenso zu berücksichtigen wie die Tatsache, dass sich die Fahrzeuge trotz permanent steigender Leistung und Zunahme an Größe und Gewicht durch einen minimalen Kraftstoffverbrauch und weitestgehende Umweltverträglichkeit auszeichnen sollen. Um dies zu erreichen kommt den Blechverbindungstechniken eine entscheidende Rolle zu, denn in der Praxis müssen sowohl Bauteile als auch die Karosserie und die Module zu einem funktionierenden Ganzen verbunden werden. An erster Stelle sind verschiedene Schweißverfahren zu nennen, die aber im Laufe der Zeit zunehmend durch alternative Fügetechniken substituiert wurden und werden. Die Gründe dafür sind vielschichtig und resultieren einerseits aus verbindungstechnischen und andererseits produktionstechnischen Anforderungen. Als eine Alternative zum Schweißen kristallisiert sich immer mehr das vor etwa 20 Jahren entwickelte Tox-Rundpunkt-Verfahren heraus, bei dem – vereinfacht ausgedrückt – durch einen nicht mehr lösbaren Druckknopf eine sichere und dichte Verbindung zwischen zwei und mehr Blechen hergestellt wird. Die Bleche können unterschiedlich dick sein, es können dämmende oder dichtende Zwischenlagen eingebracht werden, es lassen sich unterschiedliche Blech-Materialien verbinden und es sind Werkstoffkombinationen (Hybride) möglich. Der Entwicklung des Rundpunktes folgten bis heute weitere artverwandte Varianten, so dass heute jede sich im Bereich Verbinden von Blechen abzeichnende Fertigungsaufgabe prozesssicher und rationell gelöst werden kann. Die Tox Pressotechnik bietet dafür sowohl die Technik als auch die Werkzeuge und die Produktionseinrichtungen. Werkstoffkombinationen kommen vermehrt vorEine der größten Herausforderungen an die Verbindungstechnik stellen vermehrt auftretende Hybrid-Konstellationen dar, die in der Teile- und Karosserie-Fertigung durch die Anwendung verschiedener Materialien, von Stahl-Aluminium-Kombinationen bis hin zu Kunststoffen, zum Ausdruck kommt. Speziell dabei finden die Tox-Fügeverfahren in ihren verschiedenen Ausprägungen sehr häufig Anwendung, weil sie im Vergleich zu Schweißverfahren universell einzusetzen sind. Im Vordergrund muss die flexible Nutzung eines hybriden Verfahrens und seiner Varianten stehen, weil nur so der Kundennutzen erhöht und gleichzeitig die Investitions- und Betriebskosten verringert werden können. Die Vorteile der hybriden Produktpalette führen bei den Kunden zu erheblich mehr Wirtschaftlichkeit in der Fertigung, was eine Gegenüberstellung zum Widerstandsschweißen belegt. Für die Tox-Verfahren sprechen die deutlich geringeren Vor- und Nachbearbeitungsschritte und der dadurch viel niedrigere Transport- und Handlingaufwand, drastisch reduzierte Anlagen-Investitionen und minimierter Wartungs-, Betriebskosten- und Ersatzteilaufwand, weniger Umlaufbestände und mehr Durchsatz pro Zeiteinheit, freie Blechmaterial-Kombination, freie Beschichtungswahl, beliebiger Oberflächenzustand, höhere dynamische Haltekräfte, das Setzen von einem oder mehreren Rundpunkten in einem Arbeitshub sowie die permanente Qualitätssicherung eines jeden Verbindungspunktes durch zerstörungsfreie, integrierte Prozesskontrolle. Zudem unterliegen die Blechteile keinen thermischen Belastungen und bereits beschichtete Bleche müssen nicht mehr nachbehandelt werden. Im Vergleich zum Laserschweißen liegen die Vorteile des Tox-Fügens ähnlich. Hervorzuheben sind die geringen Investitions- und Betriebskosten, freie Material- und Beschichtungswahl, Online-Qualitätssicherung, keine negativen Wärmeeinflusszonen bei voller Mehrpunktfähigkeit. Insbesondere durch diese oft genutzte Möglichkeit, beliebig viele Clinchpunkte gleichzeitig setzen zu können, zeigt sich das Rundpunktverfahren als interessante Alternative selbst zum vielfach propagierten Remote-Laserschweißen. Die Vorteile des reinen Kaltumformens beim Rundpunkt-Verfahren bedrängen auch andere bekannte Fügetechniken wie herkömmliches Clinchen oder Stanznieten. Im Vergleich zum Clinchen/Druckfügen mittels schneidendem Verschränken gibt es bei den Tox-Rundpunkten sowie beim Tox-Clinchniet keine Schnitte und somit keine Korrosionsherde. Beim letztgenannten sind die Haltekräfte größer, das dynamische Arbeitsvermögen höher und vor allem die Crash-Sicherheit der Bauteile besser. Im Vergleich zum Stanznieten bietet das Clinchnieten gleiche bis höhere Haltekräfte besonders bei dünnen Blechen, es erfolgt ebenfalls kein Schneiden oder Stanzen und es gibt keinen Stanzabfall. Lufteinschlüsse werden vermieden, es gibt keine mechanische Kerbwirkung und der apparative Aufwand ist spürbar geringer. Zudem sind Verbindungskombinationen wie Kleben/Clinchnieten möglich, und es gibt keine Beschädigungen der Beschichtungen und auch keine Schneidkanten, die zu Korrosion führen könnten. Wenn es um das prozesssichere und wirtschaftliche Verbinden von Blechteilen in so genannter Mischbauweise geht, verspricht die Abkehr von den konventionellen Verfahren und die Nutzung innovativer Clinchverfahren wie dem Rundpunkt oder dem Clinchniet einen schnellen und nachhaltigen Erfolg.

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