Mit dem Einsatz neuer oder zumindest alternativer Werkstoffe kommen auf die Hersteller und Zulieferer von Blechteilen in der Produktion sowie in der Fügetechnik ganz neue Herausforderungen zu. Am Beispiel Leichtbau in der Fahrzeugindustrie wird deutlich, dass der Einsatz neuer Materialien oft die Anwendung alternativer Bearbeitungs- und Fügetechnologien voraussetzt. Denn viele beschichtete Blechwerkstoffe lassen sich nicht mehr thermisch fügen; und dies gilt auch für Kombinationen (Hybrid-Lösungen) aus Stahl- und Alublechen.

Es gibt aber auch noch einen ganz anderen Ansatzpunkt für die Rationalisierung und Effizienzsteigerung bei der Produktion von Zulieferteilen für Fahrzeuge: Die Substitution eines konventionellen Fügeverfahrens durch das TOX-Rund-Punkt-Blechverbindungsverfahren. Dieses ist nicht nur in der Lage, eine Vielzahl von Materialkombinationen zu verbinden, sondern es bringt auch erhebliche produktionstechnische Vorteile für die Großserienfertigung, beispielsweise von Kfz-Scheinwerfern. Spricht man heute von Kfz-Scheinwerfern, handelt es sich um aufwändige Systeme mit Sicherheits- und Komfort-Funktionen. Folgerichtig besteht ein solches System heute aus diversen Blech- und Kunststoffteilen, zu denen auch der Lichtbündler gehört.

Lichtbündler als „fallendes" Fertigteil produzieren

Um für einen deutschen Pkw-Hersteller Lichtbündler in großen Stückzahlen und in der gefordert hohen Qualität herstellen zu können, hat die SIV GmbH & Co. KG Stanz-Biegetechnik, Moorgrund, ein neuartiges Produktionsverfahren in Gestalt eines Folge-Verbund-Fertigungsprozesses entwickelt. Mit dem integrierten Werkzeugsystem ist es möglich, die aufwändig geformten Lichtbündler in einem Durchlauf ab Coil als Fertigteil herzustellen. Der Clou dabei ist, dass ein solcher Lichtbündler in mehreren aufeinander folgenden Schritten (Folge-Verbund-Verfahren) ab dem Flachband vorgeschnitten, gestanzt, umgeformt, gefügt und schließlich abgeschnitten wird, also als fallendes Massenteil für die weitere Verarbeitung zur Verfügung steht.

So weit, so gut – jedoch stellte sich in der Se- rienproduktion heraus, dass der dem Umformschritt folgende Fügeprozess, bei dem die beiden zusammengeklappten Halbschalen miteinander verbunden werden müssen, bezüglich Prozesssicherheit und damit auch Produktqualität immer wieder Probleme bereitete. Denn die beiden Werkstückhälften (nach dem Umformen nun aufeinanderliegend) neigten dazu, sich während der Fixierung zum mechanischen Fügen zu verschieben, womit die Deckungsgleichheit beider Hälften nicht mehr gegeben war und das Teil als Ausschuss ausgesondert werden musste.

Auf der Suche nach einer alternativen Fügelösung wurden die Konstrukteure von SIV Stanz-Biegetechnik auf TOX Pressotechnik mit seinem TOX-Rund-Punkt-Blechverbindungsverfahren aufmerksam. Dieses Verfahren wurde speziell zum Druckfügen (Clinchen) von Blechen und anderen umformbaren Werkstoffen entwickelt. Mit TOX-Rund-Punkten werden heute über 200 Kfz-Bauteile sicher, zuverlässig sowie rationell verbunden. Je nach Bauteil-Anforderungen und zu verbindenden Material-Kombinationen, können die Anwendungs-Ingenieure von TOX Pressotechnik auf acht unterschiedliche Verfahrens-Varianten zurückgreifen.

TOX-Vario-Punkt als individueller Problemlöser

Da es beim Anwendungsfall Lichtbündler um das Clinchen von zwei Materialhälften aus dem Werkstoff DX53 D (Z) (früher St05 Z 140) mit je 0,5 mm Dicke ging, entschied sich SIV für die Variante TOX-Vario-Punkt I. Diese kommt im Normalfall dann zum Einsatz, wenn Bleche stark unterschiedlicher Dicken verbunden werden sollen, eröffnet aber auch noch ganz andere Anwendungsmöglichkeiten. Denn bei dieser Verfahrensvariante wird zunächst matrizenseitig vorgelocht. Das vorgestanzte Loch bietet somit eine optimale Zentrier- und Fixiermöglichkeit, um die beiden Blechhälften exakt aufeinanderlegen und in der vorfixierten Position präzise miteinander verbinden zu können. Das Fügen/Verbinden beim Lichtbündler mittels zwei TOX-Vario-Punkten im Durchmesser 4 mm funktioniert nach Aussage der Verantwortlichen von SIV hervorragend und absolut prozesssicher, so dass ein qualitativ hoher Produktionsausstoß gewährleistet ist.

Daran hat aber auch die Antriebstechnik für den Clinch-Vorgang, die ebenfalls von TOX Pressotechnik kommt, einen großen Anteil: Um diesen mit einem exakten und vor allem reproduzierbar genauen Presskraft-Eintrag vornehmen zu können, setzt SIV auf einen pneumohydraulischen Antriebszylinder „ TOX-Kraftpaket" vom Typ KT. Dieser entwickelt bei 6 bar Druckluftleistung eine Presskraft von 40,3 kN. Der Antriebszylinder hat hier einen Hub von 14 mm und erlaubt dadurch vergleichsweise schnelle Taktraten, entsprechend dem vom Folge-Verbund-Werkzeugsystem ausgehenden Produktionszyklus.

Komplettlösungen aus einer Hand

Das KT-Antriebsystem besteht aus dem hydraulischen Antriebszylinder HZL und einem Kraftübersetzer vom Typ ES mit Eilhubfunktion, sowie einer Zuleitung. Die getrennten Funktionseinheiten Antriebszylinder und Kraftübersetzer ermöglichen es, die sehr kompakte pneumohydraulische Antriebstechnik auch bei beengten Platzverhältnissen (hier im Folge-Verbund-Werkzeugsystem) einzusetzen und den Kraftübersetzer in einiger Entfernung (hier 2 m) – also außerhalb des Arbeitsbereichs – zu installieren. Außerdem können mit einem Kraftübersetzer sogar bis zu sechs Antriebszylinder betrieben werden, wodurch eine sehr hohe System- und Energie-Effizienz gegeben ist.

Tox Pressotechnik; Telefon: 0751 5007-0; E-Mail: info@tox-de.com

Der Beitrag stammt von der Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG, Weingarten