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Bleche verbinden im Folgeverbundwerkzeug

Juni 2017 — Oft ist es das Einfache, das viel Expertise kostet. Aber dann klappt’s auch: Automotive-Zulieferer HMT hat fünf Rund-Punkt-Werkzeugsets von Tox in ein Folgeverbundwerkzeug eingebunden und komplettfertigt damit hunderttausende an Diebstahlschutzgehäusen.  

Blech vom Coil abwickeln, planrichten sowie vorne ins Werkzeug reinschieben, in der Folge  stanzen und umformen und schließlich das fertige Bauteil entnehmen: Damit kommt man dem Ideal der Produktion mehr oder weniger komplexer Blechbauteile schon recht nahe. Bleibt je nach Beschaffenheit der Teile und der daraus zu fertigenden Baugruppe nur noch die Aufgabe zu lösen, besagte Blechteile zur Gruppe zu fügen, wofür es natürlich weiterer Produktionseinrichtungen und Werkzeuge sowie Personal bedarf. Doch es gibt noch ganz andere Möglichkeiten, die Baugruppenfertigung effizienter und zugleich einfacher zu gestalten.

Ein Beispiel aus dem Bereich Automotive belegt dies bestens. Das Attendorner Zulieferunternehmen HMT Heldener Metalltechnik bekam von einem Automobilbauer Dauerauftrag über die Lieferung von jährlich mehreren hunderttausend Diebstahlschutzgehäusen. Produktionstechnisch gab es die beiden Möglichkeiten, das Gehäuse entweder
- aus mehreren Blechen zu fertigen und am Ende zur Baugruppe zu fügen oder
 die Gruppe im Folgeverbundwerkzeug inklusive der Fügeprozesse als Komplettteil zu fertigen.

Haltbar wie ein Schweißpunkt

HMT entschied sich für die Komplettfertigung im Folgeverbund. Für die Werkzeug-Herstellung nahm das Unternehmen die Leistungen von Heru Werkzeugbau in Anspruch. Blieb noch die Suche nach einem „voll integrationsfähigen“ Füge- oder Clinchverfahren. Hier wurde HMT bei der Tox Pressotechnik fündig. Deren Rund-Punkt-Blechverbindungsverfahren basiert auf dem Prinzip der Kaltumformung  und erlaubt das Clinchen eines oder mehrerer Blechteile gleicher oder verschiedener Dicke und Beschichtung ohne Grate und Kanten, an denen Korrosion ansetzen könnte. Dabei presst ein Rundstempel die zu verbindenden Materialien zunächst in eine Matrize. Beim weiteren Kraftaufbau wird das stempelseitige Material gezwungen, innerhalb(!) des matrizenseitigen Materials nach außen zu hinterfließen. Hierdurch entsteht eine unlösbare Verbindung. Bei Tox-Rund-Punkten ist das Material an den Verbindungsstellen plastisch verfestigt. Es tritt keine mechanische Kerbwirkung auf. Die dynamische Festigkeit ist höher als beim Punktschweißen. Die Verbindung erreicht als Einzelpunkt bis zu 70 % oder als doppelter Punkt – dem „Tox Twin Point“ - in der Praxis sogar bis zu 100 % der statischen Haltbarkeit eines Schweißpunkts. Ein weiterer Vorteil ist die Wirtschaftlichkeit. Gegenüber dem Punktschweißen können 30 % bis 60% eingespart werden. Gelingt es nun, die Werkzeug-Sets zum Clinchen -bestehend aus Stempel und Matrize - in ein Folgeverbundwerkzeug zu integrieren, ergeben sich für Teilehersteller und Endkunden eine ganze Reihe Vorteile.

Das Diebstahlschutzgehäuse wurde als Abwicklungsteil aus einem Stück beziehungsweise zum Fertigen ab Coil konstruiert, so dass im Folgeverbundwerkzeug nach dem Stanzen der Außen- und Innenkonturen als Flachteil, das Umformen zum mehrseitig gebogenen Gehäuse vorgenommen wird. Im nächsten Schritt erfolgt mittels fünf einzeln angeordneter Rund-Punkte das Verbinden/Clinchen der aufgebogenen Seitenwände und Laschen zur fertigen Baugruppe: zum Diebstahlschutzgehäuse. Dank Integration der Blechverbindungstechnik ist es möglich, die Gehäuse ab Coil in einem Folgeverbundwerkzeug in ein und demselben Ablauf fertigzustellen. Dies erübrigt zum einen weitere Arbeitsgänge und die Teilehandhabung, und zum anderen sind weder eine weitere Pressenanlage noch weiteres Werkzeug nötig. Zu guter Letzt entfallen Rüstvorgänge und die Serienfertigung lässt sich mit wenig oder ohne Personaleinsatz organisieren.

Technische-wirtschaftliche Vorteile

Dass die Tox-Rund-Punkt-Blechverbindungen für die Baugruppe Diebstahlschutzgehäuse in reproduzierbarer - und bei Bedarf auch lückenlos dokumentierter - Qualität gefertigt werden, versteht sich nicht nur im Automotive-Business von selbst. Daher wurden mit Originalteilen des Kunden Verbindungs- und Haltbarkeits-Tests durchgeführt und im obligatorischen Tox-Prüfbericht festgehalten: Material stempelseitig und matrizenseitig = DX51D Z100MB der Dicke 2 mm; Durchmesser der Tox-Rund-Punkte: 8 mm; Matrizen-Tiefe = 1,4 mm und Kontrollmaß X = 0,8 mm: die Restbodenstärke im Clinchpunkt nach dem Verbinden von mehreren Blechen. Nach Angaben des Kunden HMT wurden bis heute 500000 Diebstahlschutzgehäuse problemlos gefertigt. Dies entspricht in Summe mehr als 2,5 Millionen gesetzten und für absolut I.O. befundenen Tox-Rund-Punkt-Verbindungen. Für die kommenden Jahre ist die Produktion von jährlich zwischen 200000 und 300000 Stück Diebstahlschutzgehäusen geplant.

Tox Pressotechnik GmbH+Co. KG
Riedstraße 4, 88250 Weingarten
Ansprechpartner ist Hinrich Dohrmann
Tel.: +49 751 5007-0
info@tox-de.com
www.tox-de.com

HMT Heldener Metalltechnik GmbH+Co. KG
Biggen 12, 57439 Attendorn
Tel.: +49 2722 809-0
info@hmt-group.eu
www.hmt-attendorn.de

Heru Werkzeugbau GmbH+Co. KG
An der Chemischen 4
57368 Lennestadt-Grevenbrück
Tel.: +49 2721 9855-0
info@heru-wzb.de
www.heru-werkzeugbau.de

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