Clinchen substituiert Schraubverbindung

Die Autorin Stefanie Reich ist Leiterin Wissensmanagement bei der Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG, Weingarten

Komplette Prozesslösungen aus einer verantwortlichen Hand – wer im Bereich Ausrüstung von Automobil-Herstellern und Automotive-Zulieferbetrieben nicht in der Lage ist, sowohl die Technologie als auch das fertigungstechnische Equipment zu stellen, der hat in der globalisierten Produktionswelt wohl kaum eine Chance. Wer dagegen neue oder alternative Technologien plus besagtes fertigungstechnisches Equipment plus Prozess-Know-how und schließlich Systemlösungs-Kompetenz vereint, der wird für die Automotive-Industrie und andere Industriebereiche auf Dauer ein gefragter Partner, also nicht nur ein austauschbarer Lieferant sein.

Ein Beispiel dafür ist die Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG aus Weingarten. Das oberschwäbische Technologie-Unternehmen sorgte vor über 30 Jahren mit der Entwicklung des pneumohydraulischen Antriebszylinders Tox-Kraftpaket sowie vor gut 25 Jahren mit der Entwicklung der Tox-Rund-Punkt-Blechverbindungstechnik erstmals für Furore. In den Folgejahren entstanden um diese beiden Geschäftsbereiche herum zahlreiche neue Technologie- und Maschinenbau-Entwicklungen. Die Kunden erhalten heute aus einer Hand Komplettlösungen zum Verbinden von Blechen, zum Fügen und Verpressen sowie zum Einpressen und Montieren.

Insbesondere das Tox-Rund-Punkt-Clinchen hat sich, ausgehend von der Automobilindustrie, in allen Bereichen der Blechverarbeitung weltweit durchgesetzt. Bis heute gibt es in Kraftfahrzeugen weit über 200 unterschiedliche Anwendungen, angefangen von crash-, also sicherheitsrelevanten Karosserieteilen bis zu Komponenten wie Airbag-Gehäuse oder Elektronikboxen. Gerade Letztere sind ein gutes Beispiel für die evolutionäre Entwicklung in der Automobilindustrie, nämlich weg von Druckguss- oder Kunststoffteilen und hin zu modernen Leichtbaulösungen aus Blech.

So geschehen bei einem italienischen Zulieferer beim erfolgreichen Retromodell Fiat 500. Gedacht als Hommage an die beliebten Kleinwagen der 60er-Jahre, entwickelte die italienische Traditionsmarke die neuen 500er als hochmoderne Kleinwagenfamilie mit aller heute gebotenen Komfort- und Sicherheitstechnik. Selbstredend müssen diese Fahrzeuge auch allen Aspekten bezüglich Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit genügen, weshalb an so gut wie allen Stellschrauben gedreht wird.

Eine davon betrifft die vom Zulieferer gelieferte Elektronikbox, deren Gehäuse früher nach konventionellem Muster gefertigt wurde und die jetzt einer modernen Leichtbau-Konstruktion aus Blech weichen musste. Wurden die Gehäusehälften wegen der Anforderungen an die Dichtigkeit früher aufwändig miteinander verschraubt, suchten die Konstrukteure nun nach einer effizienteren und wirtschaftlicheren Verbindungslösung.

Diese fand sich in Form der Tox-Rund-Punkt-Blechverbindung, die unter anderem den großen Vorteil hat, dass dabei in nur einem Pressenhub auch Mehrpunkt-Verbindungen realisierbar sind. Folgerichtig war die Forderung des Kunden, aus einer verantwortlichen Hand die komplette Prozesslösung zu erhalten, und zwar inklusive Qualitätssicherung.

In enger Zusammenarbeit zwischen dem Zulieferunternehmen, dem direkten Ansprechpartner vor Ort, Tox Pressotechnik S.r.l. in Bresso, sowie der Zentrale in Weingarten wurde eine technologisch und fertigungstechnisch optimale Komplettlösung kreiert, die aus folgenden Komponenten besteht:

Bis auf das Mehrpunkt-Werkzeugsystem und den Schiebetisch mit Werkstückaufnahme handelt es sich um standardisierte Komponenten aus dem Lieferprogramm von Tox Pressotechnik. Als Basis dient die C- Gestell-Presse vom Typ PC für max. 150 kN Presskraft, die sich durch ihre kompakte, jedoch sehr robuste Schweißkonstruktion, minimale Aufbiegung und die Ausrüstung mit einem schlanken Antriebszylinder auszeichnet. Komplettiert um den Antriebszylinder line-Q, der Presskräfte bis max. 133 kN und bei einem Hub von 100 mm einen Krafthub von 12 mm aufweist, steht eine universell nutzbare Presseneinheit zur Verfügung.

Die komplette Steuerung und Überwachung geschieht per STE-Sicherheitssteuerung, die unter anderem für die Funktion und Überwachung der Sicherheits-Lichtschranken und zur Verriegelung von zwei Arbeitsraum-Zugangstüren zuständig ist. Die Überwachung und Dokumentation des Clinch-/Pressvorgangs übernimmt das Prozess-Monitoring-System CEP. Für die Erkennung des auf jedem Werkstück befindlichen Barcodes sowie zur Erkennung der korrekten Positionierung des Werkstücks in der Aufnahme sind ein Barcodelesesystem und ein Sensor installiert. Über das Einlesen und Quittieren des Barcodes sowie das Einfahren des Schiebetisches beziehungsweise das Herausziehen der Hand lässt sich der Clinchprozess starten, der dann vollautomatisch abläuft und mit der Dokumentation der Prozessdaten endet.

Das manuelle Wechseln der Werkstücke sowie das manuelle Ein- und Ausfahren des Schiebetisches geschehen innerhalb weniger Sekunden, so dass sich die unproduktiven Nebenzeiten in Grenzen halten. Zumal der Pressenstößel per Schnellhub bis kurz vor die Arbeitsposition fährt und nach dem Clinchvorgang auch wieder schnell in die Ausgangsposition gefahren wird.

Wie schon angedeutet, wird die Elektronikbox in einem Pressenhub/Arbeitstakt mittels vier Tox-Rund-Punkten komplett und dicht verschlossen. Die Rund-Punkt-Verbindungen haben einen Durchmesser von 6 mm und verbinden die aus 1,2 mm Aluminiumblech (stempelseitig) und aus 1 mm Aluminiumblech (matrizenseitig) bestehenden beiden Gehäusehälften. Um einen sicheren Clinchprozess und lange Werkzeugstandzeiten zu gewährleisten, womit dann über einen möglichst langen Zeitraum ohne Unterbrechungen produziert werden kann, wird an den jeweiligen Oberflächen der Clinchpunkte (stempel-/matrizenseitig) ein Ölfilm aufgesprüht. Mit der Matrizentiefe 1,2 mm und dem reproduzierbar präzisen Presskrafthub ergibt sich dann das Kontrollmaß X = 0,7 mm, das auch im sogenannten Tox-Prüfbericht anhand von Tests und der QS-Freigabe durch den Kunden festgelegt ist.

Des Weiteren sind dort die Stempel- und Matrizen-Ausführungen dokumentiert, so dass der Kunde bei Bedarf jederzeit absolut kompatible Ersatzwerkzeuge erhält. Da die Prozessdaten eines jeden einzelnen Arbeitstakts und der Kontrollmaße X über die Einpress-Prozessüberwachung (CEP Prozess-Monitoring-System) komplett und durchgängig erfasst und ausgewertet werden, kann der Kunde dem Automobilhersteller Fiat auf Wunsch zu jeder Elektronikbox auch eine aussagekräftige QS-Dokumentation liefern. Der Zulieferer wiederum erhielt von Tox Pressotechnik ein komplettes, schlüsselfertig ausgerüstetes Produktionssystem, das exakt nach seinen Anforderungen konzipiert und dank der weitgehenden Verwendung standardisierter Komponenten zeitoptimiert sowie kostengünstig realisiert werden konnte.

Tox Pressotechnik, Tel.: 0751 5007-0, E-Mail: info@tox-de.com