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Blechverbindungs-Lösung aus einer Hand

Mai 2018 — Mit Tox‘ „Rund-Punkt“-System lassen sich zwei und mehr gleich oder unterschiedlich dicke - auch beschichtete - Bleche durch einfache Kaltumformung unlösbar verbinden. Gebläsehersteller EBM-Papst hat das Verfahren für eine Gehäuseentwicklung genutzt.

For our English speaking readers:
Joining solution from one source
Tox’s “Round Joint” system is designed to irreversibly join two or more metal sheets of the same or different thicknesses in a simple cold-forming process. Fan producer EBM-Papst used the process for the development of one of its casings. 

Das Druckfügen/Clinchen fasst weiter Fuß. Zum einen wird leichter gebaut – nicht nur bei Fahrzeuge sondern auch bei Ausrüstungs- und Konsumgütern des täglichen Lebens – durch Kombination unterschiedlicher Materialien. Beispiel sind Blechverbindungen aus unterschiedlichen Stählen oder Aluminium und Stahl und der Mix aus Alu-/Stahlblechen mit CFK-Bauteilen. Je nach Werkstoffpaarung können thermische Fügeverfahren nicht mehr angewandt werden.

Hier bieten sich Verbindungsverfahren wie das mechanische Druckfügen/Clinchen an oder die Kombination aus Clinchen und Kleben nebst bekannter Niet- und Schraub-Verbindungen. Manche mechanische Fügeverfahren haben den Nachteil, dass im Vorfeld mehr oder wenig aufwändige mechanische Bearbeitungen - Bohren, Entgraten, Stanzen – nötig sind und, etwa aus optischen Gründen, auch teure Nacharbeiten.
Nicht so beim „Tox-Rund-Punkt“-Verfahren: Hier lassen sich zwei und mehr gleich oder unterschiedlich dicke - auch beschichtete - Bleche durch einfache Kaltumformung unlösbar verbinden. Entwickelt vom Technologie-Unternehmen Tox, hat sich das Clinch-Verfahren in vielen blechverarbeitenden Bereichen durchgesetzt und konventionelle Verfahren ersetzt. 

Als EBM-Papst - Hersteller von Lüfter- und Gebläsesystemen für Industrie- und Konsumgüterbetriebe – ein Gehäuse für Gas-Brennwertgebläse entwickelte, wurde die Wahl eines Verfahrens zum Verbinden von Motorträger und Gehäuse-Seitenteil diskutiert. Die EBM-Papst-Ingenieure holten sich Unterstützung von Tox Pressotechnik. Ziel war eine komplette Produktionslösung aus ein und derselben Hand. Ausgehend von einem Lastenheft und Absprachen bot Tox eine Komplettlösung inklusive eines so genannten Mehrpunkt-Werkzeugsystems an, mit dem in einem Pressenhub gleich mehrere Tox-Rund-Punkt-Verbindungen gesetzt werden können. Da das Tox’sche Produkt- und Leistungsprogramm sowohl einen durchgängigen Baukasten an Pressensystemen, Antrieben, Steuerungen und Monitoring-/Prozessüberwachungs-Komponenten enthält als Prozesswissen für Stanz-, Umform- und Clinch-Bearbeitungen, erteilte EBM-Papst dem Unternehmen Auftrag zur Realisierung der Produktionseinrichtung. 

Unlösbar verbunden per Kaltumformung

Bis auf das Mehrpunkt-Werkzeugsystem und die Rundtischeinheit mit Werkstück-Aufnahme konnten dabei standardisierte Baukasten-Komponenten verwendet werden. Basis ist eine Tox-C-Gestell-Tischpresse Typ „CMB“ in massiver, verwindungs- und aufbiegungsarmer Stahlkonstruktion. Sie ist ausgelegt für Presskräfte bis 300 kN. Als Antrieb fungiert ein pneumatisch-hydraulisches Tox-Kraftpaket vom Typ „X-K“. Es sorgt für bis zu 320 kN Presskraft bei 6 bar Luftdruck und mit einem Hub von 200 mm (Krafthub 12 mm). Das Pressensystem ist auf ein Tox-Universaluntergestell „UMM 1-50“ aufgebaut. Der Clou dabei ist, dass das gesamte Pressensystem mittels Hubeinheiten um 200 mm angehoben und somit ergonomisch auf die jeweilige Bedienperson eingestellt werden kann.

Die Presse ist mit einem Tox-Mehrpunkt-Werkzeug ausgerüstet und mit diesem werden in einem Pressenhub sechs Tox-Rund-Punkte gesetzt. Das Mehrpunkt-Werkzeugsystem ist in das Pressensystem integriert und wird an der C-Bügel-Konstruktion über Führungswagen geführt. Der Pressentisch ist mit einem frei programmierbaren Rundtisch und dieser wiederum mit einer Werkstückaufnahme bestückt. Zur Ausrüstung zählen zudem die Tox-Steuerung  „STE“, die Tox-Prozessüberwachung „CEP“ und die Schutzverkleidung mit bedienseitigem Lichtvorhang (1-Hand-Start) am Pressen-Untergestell sowie einer zusätzlichen Schutzverkleidung am C-Bügel. Mittels des Sechsfach-Mehrpunkt-Werkzeugsystems werden Motorträger (matrizenseitig) und Seitenteil (stempelseitig) zur Gehäuse-Baugruppe verbunden. Beide Teile bestehen aus dem verzinkten Werkstoff DC04 der Dicke 0,8 mm (Motorträger) beziehungsweise 0,75 mm (Seitenteil). 

Die Bedienung ist einfach: die Bedienperson liest zum Start der Chargenfertigung zunächst per Handscanner den in den Auftragspapieren aufgedruckten Barcode ein. Der Rundtisch positioniert die Werkstückaufnahme in die entsprechende Arbeitsstellung für die per Handscanner identifizierte Teilevariante. Nach dem Auflegen der beiden Bauteile Motorträger und Seitenblech erfolgt der Pressenstart und in einem Hub werden die beiden Bauteile durch sechs Tox-Rund-Punkte miteinander verbunden. Mit der Tox-Prozessüberwachung wird jeder einzelne Fügeprozess kontrolliert und bei Bedarf dokumentiert. Dank hoher Verfahrens- und damit auch hoher Prozesssicherheit des perfekt aufeinander abgestimmten Produktionssystems aus einer Hand, und nicht zuletzt wegen lückenloser Qualitätssicherung, sind für den Kunden EBM-Papst sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Lieferfähigkeit gewährleistet. 

Tox Pressotechnik GmbH+Co. KG
Riedstraße 4
88250 Weingarten
Ansprechpartner ist Wolfgang Laux
Tel.: +49 751 5007-0
wlaux@tox-de.com
www.tox-de.com

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