Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG

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Ausgabe 06/2017, 16.06.2017

Komplettlösungen – aus einer Hand

Verbindungstechniken wie Clinchen oder Einpressen gelten landläufig als unspektakulär, da anscheinend ausgereizt. Doch mit dem Aufkommen neuer Materialien wie CFK sowie digitaler Prozesse, aber auch völlig neuer Branchen wie der E-Mobilität, geraten Muttern, Bolzen & Co. wieder in den Fokus der konstruktiven Betrachtungen. Ein Besuch bei Tox Pressotechnik zeigt, wo aktuell die Trends zu suchen sind.

Es gib wohl kaum ein Unternehmen, das die blechverarbeitende Industrie und Montagebranche mit einem so breiten Angebot an Verbindungstechnik unterstützt, wie es die Tox Pressotechnik GmbH tut. «Basierend auf den Kernkompetenzen Presskraftantriebstechnik, Clinch-Technologien, -Verfahren und Prozess-Know-how, verfügt Tox Pressotechnik über alle Bausteine, um die Prozessketten Fügen, Verbinden, Pressen lückenlos darstellen zu können», sagt Andreas Brey, Produktmanager Funktionselemente beim mittelständischen Unternehmen aus dem deutschen Weingarten.

Mit dem Aufkommen neuer Werkstoffe und Materialkombinationen, auch und gerade für den Leichtbau, ergeben sich für Zulieferer und Hersteller neue Herausforderungen, die mit herkömmlichen, auch thermischen Fügeverfahren nicht zu bewältigen sind. «Hier nun tritt mehr denn je die mechanische Füge-, Verbindungs- und auch Klebetechnik in Gestalt von Clinch- und Einpressverfahren sowie Klebstoffauftrag in Aktion», weiss Andreas Brey. «Eine weitere sehr grosse Herausforderung betrifft das Einbringen von Funktionselementen wie Muttern, Bolzen, Schrauben und Sonderfunktionsteilen, an denen später weitere Bauteile und Baugruppen befestigt werden sollen.»

Mit der Kompetenz und dem Wissen aus der kaltumformenden Clinchtechnik hat sich Tox der Thematik Funktionselemente angenommen und bietet sowohl die Technologien und Werkzeuge als auch die produktionstechnische Ausrüstung. Das Angebot erstreckt sich über die gängigsten vier Verfahren:

  • Clinchnieten mit Funktionselement: Das Bauteil und das Element werden beim Fügevorgang verformt; ohne vorbereitende Arbeiten.
  • Stanzverfahren: Das Element durchstanzt zumeist das Bauteil, welches beim Fügeprozess verformt wird; ohne vorbereitende Arbeiten, jedoch muss der Stanzabfall abgeführt werden.
  • Einpressverfahren: Das Bauteil wird beim Fügevorgang verformt; zum Einbringen des Elements muss das Bauteil vorbearbeitet werden.
  • Nietverfahren: Das Element wird beim Fügevorgang verformt, um die korrekten Haltewerte sicherzustellen; das Bauteil muss ebenfalls vorbearbeitet werden.

«Diese kaltumformenden Verbindungen sind weitgehend automatisierbar», erklärt Produktmanager Brey, «und erheblich kostengünstiger als herkömmliche thermische Lösungen. Es sind keine Nacharbeiten erforderlich, und es gibt auch keinen Bauteilverzug.» Ein weiterer Vorteil: Die Verbindungen sind sehr haltbar und können hinsichtlich Drehmoment, Auspresskräfte und reproduzierbarer Qualität lückenlos überprüft und dokumentiert werden.

Je nach Anforderung liefert Tox Tisch- oder Standpressen, C-Bügel, stationäre Zangen, Roboterzangen (montiert auf Grundgestellen oder robotergeführt). Dazu stehen wahlweise pneumohydraulische, elektrische oder rein hydraulische Antriebe zur Verfügung sowie angepasste Steuerungen. Das Unternehmen kümmert sich genauso um periphere Elemente wie Bunkersysteme, Sortier-, Zuführ-, Fördergeräte, Setzköpfe, Werkzeuge oder Bauteilaufnahmen wie um die Systemsteuerung, Prozessüberwachung oder Sicherheitstechnik. «Der Kunde erhält somit aus einer verantwortlichen Hand eine komplette, funktionsbereite Lösung und muss sich nicht mit Schnittstellenproblemen abgeben», betont Andreas Brey.

Am Beispiel der beiden im Grunde sehr unterschiedlichen Verfahren Tox-Clinchen und-Einstanzen wird deutlich, wie sehr der Systemgedanke die Realisierung und die Kosten und damit die Wirtschaftlichkeit von Produktionseinrichtungen beeinflusst. In beiden Fällen dient eine Standardpresse oder –zange als Grundmaschine; wobei der Antrieb je nach Anforderung gewählt werden kann. Das Basissystem muss dann lediglich noch mit dem entsprechenden Werkzeugsystem und der teilespezifischen Aufnahme versehen werden. «Der Griff ins Regal mit den Standardkomponenten sorgt für eine schnelle und kostenoptimierte Realisierung der Grundmaschine, während parallel dazu schon die Konstruktion und Produktion werkstückspezifisch angepasster Ausrüstungen vonstattengeht», sieht Andreas Brey die gros-sen Vorteile.

Welche Anforderungen konkret an ein System gestellt werden, zeigt das Beispiel Clinchzange. Aktuell liegt die Ausführung 4.0 vor, wobei die Analogie zu Industrie 4.0 durchaus gewollt ist, wie Elmar Locher, Leiter Key-Account-Management, betont: «Eine Clinchzange 4.0 muss als hart beanspruchtes Betriebsmittel über die Prozesseignung hinaus noch weitere Anforderungen erfüllen: Anwendungsflexibilität, Gewichtsoptimierung für Schnelligkeit und Dynamik, geringer und effizienter Energieeinsatz, Wartungsarmut, kurzfristige Lieferfähigkeit, Kommunikationsfähigkeit innerhalb der vernetzten Produktion, Ersatzteilsicherung, einfache Handhabung und Bedienung.»

Die Ausführung 4.0 versucht mit möglichst schlanken Strukturen auszukommen, sodass standardisierte Zangen mit optimiertem C-Bügel, standardisierte Zangenantriebe und zudem antriebsunabhängig einsetzbare Standardsteuerungen mit Standardsoftware zum Einsatz kommen. «Die Auswahl unterschiedlicher Antriebstechniken hat durchaus ihre Berechtigung», klärt Elmar Locher auf. «Denn je nach Aufgabe verlangen die verschiedenen Fügetechnologien wie Setzen von Halbhohlstanznieten, Vollstanznieten, Clinch-Nieten und Tox-Clinchen nach einem pneumohydraulischen oder elektromechanischen Antrieb.»

Speziell für die elektrisch interessierte Klientel gibt es mit dem «ElectricDrive EPMR 55.604» einen neuen Zangenantrieb, der eine 25 Prozent höhere Geschwindigkeit bei 20 Prozent weniger Energieverbrauch vespricht. Er ist zudem gewichtsreduziert und lässt sich aufgrund der aussenliegenden Schmiernippel und verlängerten Schmierintervalle wartungsfreundlicher betreiben.

Die Optimierung der Zangen führt übrigens dazu, dass es nur noch eine C-Bügel-Weite gibt, wobei die Ausladung immer noch variabel ist. Aber auch hier wird eine Standardisierung angestrebt. Darüber hinaus herrschen für die Antriebe, Werkzeuge und Anbauteile standardisierte Schnittstellen vor, und die Werkzeugflucht ist verbessert.

Neu ist auch die Steuerungsarchitektur. Hier gilt der Grundsatz, identische Grundsteuerung für verschiedene Antriebsarten und Technologien. Ebenfalls ein Novum ist die automatische Konfiguration: Die Zange meldet sich automatisch bei einer Steuerung an und benötigt dazu keine erneute Parametrierung. (pi)

Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG
DE-88250 Weingarten
Tel. +49 751 50 07-0
info@tox-de.com



In der Welt der Verbindungselemente ist Tox Pressotechnik zuhause. (Bilder: Tox)


Die verschiedenen Verbindungsverfahren im Überblick.


Clinchzange 4.0 (mit ElectricDrive-Antrieb): Sie basiert auf einer konsequenten Standardisierung sowie einfachen Bedienung und lässt sich in digitale Prozessstrukturen einbinden.


Baukasten: Presse mit verschiedenen Antriebsvarianten.

Im Profil

Tox Pressotechnik

1978, am Anfang der Unternehmenshistorie, standen Konstruktionsdienstleistungen. Es folgte die Entwicklung innovativer pneumohydraulischer Antriebszylinder. Bald darauf erweiterte man den Baukasten an Kraftpaketantriebszylindern sukzessive um Maschinenbaukomponenten wie Pressen, C-Bügel und Zangen. Zwischendurch gelang der Einstieg in das Geschäftsfeld Blechverbindungstechnik mit dem Rund-Punkt-Verfahren. Weiter ging es dann mit dem ClinchNiet-Verfahren, und es kamen neue Lösungen zum Stanzen, Prägen, Umformen und Einpressen hinzu. Mit steigenden Ansprüchen, vor allem der Grossserienproduzenten aus den Bereichen Automotive und Weisswaren, wurde die Entwicklung elektromechanischer Presskraftantriebe der Baureihe ElectricDrive vorangetrieben bis hin zu Prozessüberwachungssystemen für Füge-, Clinch- und Press-/Einpressoperationen. Schliesslich baute man die Prozesskompetenz um die Verarbeitungstechnik für Funktionselemente aus.