Fließformschrauben Montagesystem für Fließformverschraubungen schraubt auch an Engstellen

Leichtbauweise hat Vorfahrt! Herkömmliche Verbindungstechniken sind beim Material-Mix schwer praktizierbar. Eine Alternative ist das Fließformschrauben.

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Das Automobil der Zukunft wird an seinem Energieverbrauch und CO2 Ausstoß gemessen. Ob Elektroauto, Fahrzeug mit Hybridantrieb oder konventionellem Verbrennungsmotor - Leichtbau hat Vorfahrt! Dabei darf aber die nötige Steifigkeit der Karosserie nicht verloren gehen. Der moderne Karosseriebau experimentiert dazu mit geeigneten Werkstoffverbunden, kombiniert verschiedene Metalle wie beispielsweise Stahl und Aluminium.

Verbindungselemente wie Niete erleben eine Renaissance

Für die Montagevorgänge bedeutet das ein Umdenken. Herkömmliche Verbindungstechniken wie das Widerstandsschweißen sind bei diesen Materialpaarungen schwer praktizierbar und werden durch andere Fügeverfahren abgelöst. Verbindungselemente wie Niete erleben eine Renaissance, wo beidseitige Zugänglichkeit an die Verbindungsstelle möglich ist.

Wo nicht, bedarf es alternativer Verbindungsverfahren, wie die Verschraubungen mit Fließformschrauben. Diese schaffen eine hochfeste Verbindung und verschrauben Bleche unterschiedlicher Materialien prozesssicher. In der Roboter gestützten Fertigung werden diese modernen Verbindungselemente mit automatischen Schraubsystemen gesetzt. Der Schraubtechnikanbieter Deprag bietet das richtige Montagesystem.

Schraubautomat eignet sich für enge Platzverhältnisse

Das neue System empfiehlt sich vor allem durch seine hochflexible Anpassung an beengte Schraubstellen. Vertriebsleiter Jürgen Hierold hebt hervor: „Der Schraubautomat ist besonders für enge Platzverhältnisse konzipiert. Durch den seitlichen Versatz von Antriebsmotor und Schraubachse mit Hilfe eines Seitenversatzgetriebes in der Übersetzung 1:1 gelangt der Schrauber auch an Schraubstellen, die nur minimale 14 Millimeter von einer Störkante entfernt liegen!“ Dazu lässt sich das Schraubmodul in alle Richtungen schwenken.

Was geschieht bei der Fließformverschraubung?

Das Setzen der von mehreren bekannten Herstellern angebotenen Spezialschrauben erfolgt in sechs Schritten. Eine Fließformschraube wird auf das nicht vorgebohrte Alu- oder Stahlblech aufgesetzt, der Schraubvorgang beginnt. Die mit hohem Druck angepresste und mit großer Drehzahl rotierende Schraube entwickelt starke Reibungswärme und bildet zunächst einen „Krater“, in den nach Durchtritt der Schraube und Formung eines "Durchzugtrichters" anschließend mit reduziertem Anpressdruck das mehrgängige Gewinde gefurcht wird. Ein Maschinengewinde entsteht, das im Reparaturfall auch eine „normale“ Schraube aufnehmen kann. Nach dem Ausformen dieses Fließlochs wird die Drehzahl herabgesetzt, es folgen der Voranzug der Schraube bis zur Kopfauflage und der Endanzug des Verbindungselements auf die zuvor festgelegten Parameter Drehmoment und Drehwinkel. Der komplette Vorgang dauert in der Regel weniger als 2 Sekunden. Zusätzliche Sicherungselemente wie Muttern oder Bolzen sind nicht erforderlich, da sich bei der Montage Durchzug und Gewinde der Schraube optimal anpassen. Die Schraube „sitzt“. Vorbereitendes Bohren oder Stanzen der Bauteile entfällt.

Stets zwei Fließlochformen im Schraubsystem optimieren Taktzeit

Im Karosseriebau der Automobilindustrie ist die Fließformverschraubung mittlerweile eine etablierte Technik. Roboter geführte Schraubautomaten bearbeiten dort Bauteil nach Bauteil. In größeren Fahrzeugen werden je nach Konstruktion mehrere hundert Schrauben gesetzt. In weitläufigen Roboter-Montageanlagen sind die Wege vom Schraubenzuführgerät zum Schrauber oftmals ein Hinderungsgrund für schnelle Taktzeiten. Vertriebsleiter Jürgen Hierold nennt einen weiteren Vorteil der aktuellen Deprag Neuentwicklung: „Es befinden sich stets zwei Fließformschrauben im Schraubsystem. Während die erste verschraubt wird, wird die nächste Schraube schon zugeführt und in Warteposition im Bunker bereitgehalten. Das reduziert die Nachfüllzeit des Systems und trägt zur Optimierung der Taktzeit bei“. Das zu verschraubende Verbindungselement wird durch eine sich pneumatisch aktiv öffnende Halte- und Positioniervorrichtung festgehalten. Ein Sensor überwacht das „Finden“, um den Kraftschluss zwischen Antriebswerkzeug und Schraube sicherzustellen. Die Haltevorrichtung öffnet sich, sobald die Schraube durch das Blech durchgetreten ist.

Teil 2: Die Vorteile des Schraubsystems

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