Von außen fest verbunden

Verbindungstechnik

Fügen – Das innovative Fügeverfahren des Hochgeschwindigkeitsbolzensetzens ermöglicht sichere Verbindungen auch bei nur einseitiger Zugänglichkeit und ohne Vorlochoperation.

09. April 2010

Die Clage GmbH im niedersächsischen Lüneburg ist ein führender Hersteller von energieeffizienten Durchlauferhitzern für die Warmwassererzeugung in Wohngebäuden. Ein wichtiges Thema für das Unternehmen ist jedoch auch die effiziente Nutzung von erneuerbaren Energien. Die Spezialisten für die wirtschaftliche Gewinnung von warmem Wasser haben deshalb zum Beispiel einen Hochleistungsflachkollektor entwickelt, der einen technischen Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent bietet und daher besonders hohe Erträge bei der Umwandlung der Sonnenenergie erzielt. Mit einem Gewicht von nur 32,5 Kilogramm ist dieser Kollektor mit der Bezeichnung SCM 215 zudem ein Paradebeispiel für den Leichtbau.

Komplexe Montage

Erreicht wird das geringe Gewicht unter anderem durch einen gewichtsoptimierten Rahmen aus Aluminium, der erst im letzten Arbeitsgang nach der kompletten Montage des Solarkollektors gefügt wird. Von hoher Bedeutung ist dabei eine hochfeste Verbindung des Rahmens. Um Strukturschwächen zu vermeiden, besteht der Rahmen aus einem einzigen Stück und ist daher nur von einer Seite zugänglich. Die Montage der Solarkollektoren ist deshalb eine besondere Herausforderung für die Fügetechnik. So kommen Verfahren wie das Stanznieten nicht infrage, und bei einer Direktverschraubung würden die notwendigen Vorlochoperationen einerseits Späne verursachen und andererseits die Stabilität des Rahmens mindern.

Gemeinsame Entwicklung

Für die weitere Entwicklung des Wärmekollektors wandten sich die Niedersachsen deshalb an den Bielefelder Verbindungstechnikspezialisten Böllhoff. Die internationale, familiengeführte Unternehmensgruppe der Verbindungs- und Montagetechnik ist strategischer Partner zahlreicher Branchen wie der Solar- und Automobilindustrie. Mit eigener Produktion und Entwicklung gehören die Ostwestfalen zu den führenden Anbietern von Verbindungs- und Montagetechnik.

Eine besondere Stärke des Unternehmens ist die Entwicklung individueller Verbindungslösungen gemeinsam mit seinen Kunden. Das Ergebnis der Kooperation mit Clage ist das innovative Fügeverfahren Rivtac, mit dem sich sichere Verbindungen auch bei nur einseitiger Zugänglichkeit und ohne Vorlochoperation erstellen lassen. Bei diesem neuartigen mechanischen Fügeverfahren des Hochgeschwindigkeitsbolzensetzens wird ein nagelähnliches Hilfsfügeteil auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und in die nicht vorgelochten Fügeteile eingetrieben. Dabei verdrängt der spitze Setzbolzen den Werkstoff, ohne dass ein Butzen entsteht.

Für den Einsatz an den Eckverbindungen der Solarkollektoren entwickelten die Verbindungstechnikspezialisten ein pneumatisches Handgerät, mit dem an den Ecken des Rahmens bei einseitiger Zugänglichkeit und ohne jegliche Vorlochoperation von außen je zwei Fügepunkte gesetzt werden.

Zur Anwendung wird das Bauteil zunächst auf einem Montagetisch an eine spezielle Positioniervorrichtung angelegt. Danach löst der Werker den Fügeprozess aus. Der Bolzen durchdringt das Aluminium-Rahmenprofil mit hoher Geschwindigkeit und verbindet die Ecken hochfest miteinander. Von außen sichtbar bleibt lediglich der optisch ansprechende Kopf des Setzbolzens. Die Füge-Geschwindigkeit ist über den einstellbaren Druck regelbar.

Unzerstörbare Verbindung

Das neue Fügeverfahren verbessert zugleich die Abdichtung der montierten Solarkollektoren gegen eindringendes Wasser und Stäube, weil die Rivtac-Bolzen den Rahmen nach dem Fügen fixieren, sodass das dichtende Silikon nicht mehr belastet wird. Damit verlängert die neue Technologie auch die Lebensdauer der Sonnenkollektoren.

Die Anwender bei Clage sind von der Rivtac-Technologie überzeugt: Bei der Befestigung der nur einseitig zugänglichen Kollektorecken liefert das Verfahren eine sichere und reproduzierbar gute Verbindungsqualität. Produktionsseitig gewährleistet es zugleich eine hohe Montageeffizienz, weil die Verbindung des Kollektorrahmens keinerlei Vorbehandlung erfordert. Für Jakob Meierle, Projektleiter Solar bei Clage, steht deshalb fest: »Die Rivtac-Technologie hat die Realisierung unseres Projekts entscheidend verkürzt.«

Heike Bommersheim, Böllhoff/bt

Fakten

- Das Rivtac-Verfahren der Bielefelder Böllhoff-Gruppe ermöglicht das Fügen hochfester Werkstücke ohne Vorlochen bei einseitiger Zugänglichkeit.

- Es eignet sich besonders für Verbindungen von Aluminium, Stahl, Kunststoffen, Nichteisenmetallen sowie für aus diesen Werkstoffen bestehende Misch-, Mehrlagen- und Hybridverbindungen.

- Der Bolzen durchdringt die zu fügenden Bauteile. Durch den kurzzeitigen Temperaturanstieg in der Fügezone kann der Fügeteilwerkstoff in die Rändelungen am Bolzen verdrängt werden, und ein Formschluss entsteht.

Erschienen in Ausgabe: 02/2010