Clinchen : Wie Heldener Metalltechnik dank Clinchen seine Rüstzeiten kürzte

Auf Effizienz getrimmt ist der deutsche Automobilzulieferer HMT Heldener Metalltechnik. Für einen Großauftrag von hunderttausenden Diebstahlschutzgehäusen für PKWs wollten die Attendorner ihre Baugruppenfertigung noch effizienter und zugleich einfacher gestalten. Blech vom Coil abwickeln, planrichten, vorne ins Werkzeug reinschieben, stanzen, umformen und schließlich das fertige Bauteil entnehmen – kam dabei der Idealvorstellung von der Produktion dieser komplexen Blechbauteile schon sehr nahe. Je nach Beschaffenheit der Bauteile sowie der daraus zu fertigenden Baugruppe galt es aber noch besagte Blechteile zur Baugruppe zufügen. Genau hier sahen die Attendorner großes Verbesserungspotenzial. Produktionstechnisch gab es zwei Möglichkeiten: Entweder das Diebstahlschutzgehäuse aus mehreren Blechen zu fertigen und am Ende zur Baugruppe zufügen oder die Baugruppe in einem Folgeverbundwerkzeug inklusive der Fügeprozesse als Komplettteil zu produzieren. Die kreativen Entwickler und Ingenieure entschieden sich für Letzteres. Zusammen mit dem Werkzeugprofi Herum Werkzeugbau galt es nun ein voll integrationsfähiges Füge- und Clinchverfahren zu finden und da kam TOX Pressotechnik ins Spiel.

Das TOX-Rund-Punkt-Blechverbindungsverfahren der Allgäuer Clinchspezialisten basiert auf dem Prinzip der Kaltumformung. Es erlaubt das Clinchen eines oder mehrerer Blechteile gleicher, aber auch verschiedener Dicken und Beschichtungen ohne Grate und Kanten, an denen Korrosion ansetzen könnte. Das Prinzip dahinter ist schnell erklärt: Ein Rundstempel presst die zu verbindenden Materialien zunächst in eine Matrize. Beim weiteren Kraftaufbau wird das stempelseitige Material gezwungen, innerhalb des matrizenseitigen Materials nach außen zu „hinterfließen“, wodurch eine unlösbare Verbindung entsteht. Bei TOX-Rund-Punkten ist das Material an den Verbindungsstellen plastisch verfestigt. Es tritt keine mechanische Kerbwirkung auf. Die dynamische Festigkeit ist höher als beim Punktschweißen und die Verbindung erreicht als Einzelpunkt bis zu 70 Prozent bzw. als doppelter Punkt (TOX-TWINpoint) in der Praxis bis zu 100 Prozent der statischen Haltbarkeit eines Schweißpunktes. Auch ein Pluspunkt in Sachen Wirtschaftlichkeit liegt im TOX-Verfahren: So versprechen die Allgäuer Einsparungen um bis zu 60 Prozent gegenüber dem Punktschweißverfahren.

Gelingt es nun, wie im Fall von HMT, die Werkzeugsets zum Clinchen, bestehend aus Stempel und Matrize, in ein Folgeverbundwerkzeug zu integrieren, ergeben sich eine ganze Reihe Vorteile. So können die Attendorner Automobilzulieferer ihre Diebstahlschutzgehäuse erstmals als Abwicklungsteil aus einem Stück fertigen. Die Bauteile werden also zum Fertigen ab Coil konstruiert, sodass im Folgeverbundwerkzeug, nach dem Stanzen der Außen- und Innenkonturen als Flachteil, das Umformen zum mehrseitig gebogenen Gehäuse vorgenommen werden kann. Mittels fünf einzeln angeordneter TOX-Rund-Punkte erfolgt dann das Verbinden bzw. Clinchen der aufgebogenen Seitenwände und Laschen zur fertigen Baugruppe. Dank dieser Verbindungstechnik ist es möglich, die Diebstahlschutzgehäuse ab Coil in einem Prozesslauf fertigzustellen. Dies erübrigt zum einen weitere Arbeitsgänge und die Teilehandhabung und zum anderen sind weder eine weitere Pressenanlage noch weiteres Werkzeug nötig. Es entfallen Rüstvorgänge und die Serienfertigung lässt sich mit wenig oder ohne Personaleinsatz organisieren.

Mit Hilfe der TOX-Rund-Punkt-Blechverbindungen kann HMT nun die Diebstahlschutzgehäuse in reproduzierbarer und bei Bedarf auch lückenlos dokumentierter Qualität fertigen. Um ganz sicher zu gehen, wurden mit Originalteilen des Kunden auch Verbindungs- und Haltbarkeitstests durchgeführt und im obligatorischen TOX-Prüfbericht festgehalten (siehe Kasten). Der Attendorner Zulieferbetrieb hat bis heute rund 500.000 Stück Diebstahlschutzgehäuse problemlos gefertigt. Dies entspricht in Summe mehr als 2,5 Millionen gesetzten und für absolut I.O. befundenen TOX-Rund- Punkt-Verbindungen.

Material: Feuerverzinktes Stahl- Feinblech (DX51D) stempelseitig und matrizenseitig (Z100MB)

Dicke: 2 mm Durchmesser der TOX-Rund-Punkte: 8 mm

Matrizentiefe: 1,4 mm

Kontrollmaß X: 0,8 mm (= Restbodenstärke im Clinchpunkt nach dem Verbinden von zwei oder mehreren Blechen)

HMT Heldener Metalltechnik vertreibt und produziert Blechformteile sowie Schweiß- und Montagebaugruppen für die Automobilindustrie und deren Systemlieferanten.

TOX Pressotechnik ist ein Hersteller von hydraulischen Pressen, pneumohydraulischen und elektrischen Antrieben sowie Spezialist für das Verbinden von Blech. Vom reinen Mechanikanbieter haben sich die Allgäuer mittlerweile zum Systemanbieter mit tiefer Softwarekompetenz, der auch Steuerungen und Sensoren anbietet, weiterentwickelt.