Rundpunkt-Blechverbindungsverfahren Bleche mit Clinchen wirtschaftlich verbinden

Die konstruktions- und fertigungstechnischen Vorteile von Blechen aus verschiedensten Werkstoffen lassen sich nur dann maximal nutzen, wenn sie nicht nur rationell hergestellt, sondern auch wirtschaftlich verbunden werden können. Mit dem TOX-Clinchen ist es möglich, aufwändige Schweiß-, Niet-, Schraub- und Klebeverbindungen zu ersetzen.

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Ruderer Klebetechnik GmbH

TOX PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG

Ein Nachteil der herkömmlichen Blechverbindungsverfahren ist, dass sie nicht ohne sortenfremde Zusatzwerkstoffe wie Schweißdrähte, Hartlote, Schrauben, Niete, Klebstoffe und dergleichen mehr auskommen. Hinzu kommen noch ein oftmals hoher Energieeinsatz beispielsweise zum Schweißen. Zudem treten bei Verbrauchsmitteln und Wartungsaufwand vergleichsweise hohe Kosten zutage.

Ähnlich sieht es bei den anderen Blechverbindungsverfahren aus: Hartlöten verlangt nach Gasversorgung und Flussmittel und sowohl beim Löten als auch beim Kleben ist ein gründliches Vorbereiten der Verbindungsstellen unerlässlich. Nieten und Schrauben bedeutet aufwändige Vorarbeiten. Selbst bei Stanznieten und Selbstbohr-Blechschrauben ist eine aufwendige Zufuhr der Teile nötig. Folglich erfordern alle genannten Blechverbindungsverfahren einen relativ hohen Investitions-, Fertigungs-, Service- und Personaleinsatz. Deshalb ist es sinnvoll, sich mit der Thematik „Verbinden von Blechen“ schon während der Entwicklungs- und Konstruktionsphase eines Produkts intensiv zu befassen.

Mit Rundpunkten feste Verbindungen schaffen

Eine technische und wirtschaftliche Alternative zu den vorgenannten Verfahren schuf TOX Pressotechnik schon in den 80er Jahren mit der Erfindung des Rundpunkt-Blechverbindungsverfahrens. Die Rundpunkte werden lediglich durch (Kalt-)Umformen hergestellt und dabei entsteht eine dichte und feste Verbindung, die sich nicht mehr lösen lässt. Mit diesem sogenannten Clinchen/Durchsetzfügen sind Bleche gleicher oder verschiedener Dicken, gleicher oder verschiedener Materialien, galvanisch behandelte, lackierte oder pulverbeschichtete Teile sowie solche mit hochwertigen Oberflächen (gebürsteter Edelstahl oder endbehandeltes, lackiertes Coil-Material) problemlos und sicher zu verbinden. Selbst dämmende oder dichtende Zwischenlagen wie Filze und Folien können eingelegt und im Verbindungsprozess verarbeitet werden. Ansonsten entfallen mechanische Vorarbeiten gänzlich.

Mit leicht auswechselbaren Werkzeugsätzen aus einem Stempel und einer Matrize lassen sich die Rundpunktverbindungen setzen. Die Werkzeuge werden wahlweise mittels Hand- oder Roboterzangen angetrieben oder man nutzt den Hub von Pressen oder Pressenstationen in Transferstrassen. Je nach Anzahl und Lage der Verbindungspunkte kommen Ein- oder Mehrpunktwerkzeuge zum Einsatz, so dass sich abhängig von der Beschaffenheit des Blechteils bzw. der Baugruppe optimal angepasste Lösungen für eine hochproduktive Fertigung konzipieren lassen.

Die Rundpunkte haben einen hohe statische und dynamische Stabilität. Sie sind mit einem minimalen Aufwand an Zeit, Personal und Energie herzustellen, reduzieren durch geeignete Material-Kombinationen Material sowie Verbindungspunkte und fördern den Leichtbau. Sie verringern überdies die Produktions-/Durchlaufzeiten und vereinfachen das Teilehandling in Fertigung und Montage. Außerdem kann mit der Prozessüberwachung die Qualität jeder einzelnen Rundpunktverbindung lückenlos geprüft und dokumentiert werden.

Alternativen zum Rundpunkt-Verfahren

Für Anwendungen, bei denen die Oberflächen eben bleiben müssen, wurde von TOX Pressotechnik speziell der Flachpunkt entwickelt. Im ersten Arbeitsschritt entsteht ein ganz normaler Rundpunkt. In einem zweiten Schritt aber wird die Rundpunkt-Erhebung „zurückgedrückt“, dass die matrizenseitige Oberfläche wieder plan ist. Die hohen Scherzug- und Kopfzugwerte der Rundpunktverbindungen bleiben nahezu erhalten. Ansonsten sind auch hier viele Dicken- und Material-Kombinationen möglich.

Wie bereits erwähnt, funktioniert das TOX-Rundpunkt-Verbindungsverfahren für Material-Kombinationen bis zu einer bestimmten Dicke und Härte der beiden Verbindungspartner nachweislich sehr gut. Es gibt allerdings Einsatzbereiche, in denen Blechteile mit großen Dickenunterschieden rationell und zuverlässig verbunden werden sollen. Hier ermöglicht der TOX-Variopunkt sowohl sehr dünne mit sehr dicken als auch sprödharte Bleche miteinander zu verbinden. Dazu zählen Bleche und Federstahlbleche genauso wie Druckgussteile, Verbundmaterialien, Kunststoffe oder gar Kartonagen.

Somit sind Verbindungen zwischen „umformbaren“ und eigentlich „nicht“ oder nur „schwer umformbaren“ Materialien möglich. Im Gegensatz zum Rundpunktverfahren müssen hier die matrizenseitigen Paarungspartners vorgelocht sein. In dieses Loch wird das stempelseitige Material „hineingeformt“. Bei der zweiten Variopunkt-Variante kann sich das Loch auch stempelseitig befinden. Mit dieser Verbindungstechnik sind Dickenunterschiede im Verhältnis 1:4 möglich. Die Festigkeit erlaubt die radiale und axiale Kraftaufnahme sowohl bei statischen als auch dynamischen Belastungen.

Komplettpaket mit Dienstleistung

Mit den verschiedenen Varianten der TOX-Verfahren können heute beinahe alle Blechverbindungsaufgaben gelöst werden. Die Kostenersparnis beispielsweise gegenüber dem Punktschweißen liegt je nach Anwendung zwischen 30 und 60 Prozent pro Verbindungspunkt. Die Standzeiten der TOX-Werkzeuge ermöglichen es, mit nur einem Satz Hunderttausende Verbindungen herzustellen. Dies ist vor allem auch der Robustheit der Matrize mit „festem Gesenk“ (ohne bewegliche Elemente) zu verdanken. Um die Verfahren für alle Anwendungen in Handwerk und Industrie optimal und rationell einsetzen zu können, bietet das Unternehmen das komplette Equipment in Form von Technologie, Werkzeugen, Werkzeugaufnahmen, Pressen, Kraftkurvern sowie Produktionsmaschinen. Auch wird ein umfassendes Dienstleistungspaket geboten, das bei der Konstruktionsberatung und der Auswahl der geeigneten Variante beginnt und sich bis hin zum 24-Stunden-Service für den Ersatz von Werkzeugen lückenlos fortsetzt.

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