Nieten ohne Niet

TOX-Rundpunkt, TOX-Flachpunkt, TOX-Variopunkt - für jede Blechverbindungsaufgabe gibt es eine Anwendungslösung

07. November 2007

Die vielfachen konstruktions- und fertigungstechnischen Vorteile von Blechen aus verschiedensten Werkstoffen lassen sich nur dann maximal nutzen, wenn die Blechteile nicht nur rationell hergestellt, sondern auch wirtschaftlich verbunden werden können. Mit dem universell einsetzbaren und gleichzeitig effizienten sowie kosten-günstigen TOX-Rundpunkt- Blechverbindungsverfahren, lassen sich konventionelle und aufwändige Schweiß-, Niet-, Schraub- und Klebeverbindungen sowie Verbindungen aus Kombinationen dieser Verfahren vollständig ersetzen.

Ein großer Nachteil bei den herkömmlichen Blechverbindungsverfahren ist, dass sie nicht ohne sortenfremde Zusatzwerkstoffe wie Schweißdrähte, Hartlote, Schrauben, Niete, Klebstoffe und dergleichen mehr auskommen. Hinzu kommen noch ein oftmals sehr hoher Energieeinsatz in Form von Strom, Gas und Kühlwasser beispielsweise zum Schweißen, Laserschweißen oder Punktschweißen und bei Verbrauchsmitteln und Wartungsaufwand treten 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 eine gründliche Vorbereitung bzw. Reinigung der Verbindungsstellen unerlässlich. Nieten und Schrauben bedeutet aufwändige Vorarbeiten wie Bohren und Entgraten. Selbst beim Arbeiten mit 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 wirklich sinnvoll, sich mit der Thematik „Verbinden von Blechen“ schon während der Entwicklungs- und Konstruktionsphase eines Produkts intensiv zu befassen.

Der TOX-Rundpunkt

Die 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, endbehandeltes, lackiertes Coil-Material etc.) 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. Das Setzen der TOX-Rundpunktverbindungen geschieht mittels Werkzeugsätzen, die aus einem Stempel und einer Matrize bestehen und sich leicht auswechseln lassen. 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 werden Ein- oder Mehrpunktwerkzeuge verwendet, so dass sich in Bezug auf die Beschaffenheit des Blechteils/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, erlauben durch geeignete Material-Kombinationen die Reduzierung von Material und Verbindungspunkten und fördern so den Leichtbau. Sie verringern überdies die Produktions-/Durchlaufzeiten und vereinfachen das Teilehandling in Fertigung und Montage. Außerdem kann mit der TOX-Prozessüberwachung die Qualität jeder einzelnen Rundpunktverbindung lückenlos geprüft und dokumentiert werden. TOX erstellt einen „TOX-Prüfbericht“, dieser enthält alle relevanten Daten für jede Anwendung.

Der TOX-Flachpunkt

Spielt im Normalfall die „runde Erhebung“ des fertigen Rundpunkts keine Rolle, so gibt es jedoch auch Anwendungen, bei denen die Oberflächen eben bleiben müssen. Damit diese Kunden trotzdem die Vorzüge der TOX-Technologie nutzen können, wurde speziell der Flachpunkt entwickelt. Dabei wird im ersten Arbeitsschritt ein ganz normaler Rundpunkt hergestellt. In einem zweiten Schritt erfolgt das „Zurückdrücken“ der Rundpunkt-Erhebung, so 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.

Der TOX-Variopunkt

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 aber auch Einsatzbereiche, für die Blechteile mit sehr großen Dickenunterschieden rationell und zuverlässig verbunden werden sollen. Diese Anwendungs-bereiche fallen dem TOX-Variopunkt zu, der es erlaubt, 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 TOX-Verbindungen zwischen „umformbaren“ und eigentlich „nicht“ oder nur „schwer umformbaren“ Materialien möglich. Im Gegensatz zum Rundpunktverfahren ist hier das Vorlochen des matrizenseitigen Paarungspartners erforderlich. In dieses Loch wird das stempelseitige Material „hineingeformt“. Bei der Variopunkt-Variante II kann sich das Loch auch stempelseitig befinden. Mit dem TOX-Variopunkt sind Dickenunterschiede im Verhältnis 1:4 möglich und die Verbindungen werden ebenfalls als „gasdicht“ eingestuft. Die Verbindungs-Festigkeit gestattet die radiale und axiale Kraftaufnahme sowohl bei statischen als auch dynamischen Belastungen und die Verbindungen sind, falls notwendig, matrizenseitig mit ebenen (Ober-) Flächen herstellbar.