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Wie Blech und Blech zusammenhalten

01.06.2009
Was beim Boxkampf als regelwidriger Verstoß geahndet wird, ist bei Tox Pressotechnik seit vielen Jahren im Serieneinsatz etabliert: das Clinchen.

Das Unternehmen aus Weingarten hat zwei eng miteinander verwandte Technologien entwickelt, die täglich neue Anwendungen in der Blechverbindung finden. SCOPE-Chefredakteur Hajo Stotz sprach mit Geschäftsführer Dr. Wolfgang Pfeiffer über deren Vorteile und die Einsatzmöglichkeiten.

SCOPE: Die Clinchtechnologie wird vor allem im Automobil- und Zulieferbereich sowie im Bereich "Weiße Ware" eingesetzt - wobei der erstgenannte Markt sich derzeit in einer schwierigen Phase befindet. Für welche weiteren Einsatzfelder ist das Clinchen interessant?

Pfeiffer: Unser Verfahren des Clinchens ist außerdem fest etabliert in der Bauindustrie, beispielsweise in Lüftungskanälen, Fensterbeschlägen oder Industrieregalen sowie in der Möbelindustrie, schauen Sie nur einmal Ihre Schubladenschienen zuhause genauer an. Unser Rund-Punkt eignet sich aber nicht nur für mechanisches Verbinden mehrerer Bleche, er kann auch vorteilhaft für elektrische Kontaktierung eingesetzt werden.

Der Übergangswiderstand verbleibt auch nach dynamischen Stresstests auf vergleichsweise niederem Niveau. Weil unser Clinchen dabei die Oberflächen nicht beschädigt, entfallen zudem aufwändige Vor- bzw. Nachbearbeitungsschritte. Insbesondere unser Micropoint im Durchmesserbereich 1 - 2 Millimeter ist deshalb für Mikrotechnik-Relais, Mikroschalter wie auch Leiterbahnen recht erfolgreich.

SCOPE: In wirtschaftlich herausfordernden Zeiten treiben die Kunden zunehmend Themen wie Kosten- und Energieeinsparung um. Welche Einsparungsmöglichkeiten bieten hier Ihre Technologien?

Pfeiffer: Zunächst zum Clinchen: Im Vergleich zu wärmegebundenen Verfahren, beispielsweise Punktschweißen, wird deutlich weniger Energie benötigt, Kühlung und Absaugung sind völlig unnötig, so dass eine konkurrenzlos günstige Energiebilanz für das Clinchen besteht. Im Vergleich zu anderen mechanischen Fügeverfahren sind keine Hilfsfügeelemente, wie z.B. Niete erforderlich. Ein ganz erheblicher Kostenvorteil für das Clinchen. Neben der Fügetechnologie bieten wir ein großes Programm an pneumohydraulischen und elektromechanischen Antrieben an. Erstere sind günstig in der Anschaffung, letztere sind günstig in den Betriebskosten. Die Auswahl muss also - natürlich neben der Berücksichtigung der technischen Anforderungen - auch aufgrund einer Gesamtkostenbetrachtung erfolgen. Im Vergleich der verfügbaren pneumatischen und hydraulischen Antriebskonzepte kann man erkennen, dass gerade die angepasste Kombination aus beiden, die von uns vorzugsweise angebotene Pneumohydraulik, prinzipiell zur besten Energieeffizienz führt. Weil wir für unsere elektromechanischen Antriebe ausschließlich permanenterregte Synchronmotoren einsetzen, erreichen wir auch hier die derzeit bestmögliche Energieeffizienz.

SCOPE: Sie haben in Zusammenarbeit mit verschiedenen Automobilherstellern Kostenvergleiche zwischen Punktschweißen und Clinchen bei konkreten Bearbeitungsprozessen durchgeführt. Die Ergebnisse sprechen für das Clinchverfahren. Können Sie die Untersuchungen etwas eingehender erläutern?

Pfeiffer: Bei Kunden ohne Clincherfahrung hat es sich als sinnvoll gezeigt, eine gemeinsame Kostenvergleichsstudie, basierend auf kundenseitigen Randbedingungen durchzuführen. Unter anderem müssen die vorhandene Infrastruktur wie auch individuelle Energiekosten berücksichtigt werden. Kunden mit Clincherfahrung haben durch eigene Erfahrung die Kostenvorteile des Clinchens bereits erkannt. Parallel zur reinen Kostenbetrachtung ist es aber immer wichtig auch die technischen Vor- und Nachteile herauszuarbeiten: Clinchen benötigt keine Vor- oder Nachbearbeitung, auch werden die Oberflächen nicht verletzt. Die Folge sind reduzierte Nebenkosten.Weil beim Clinchen eine durchgängige online-Prozessüberwachung einfach und mit großer Präzision möglich ist, können ergänzende zerstörende Qualitätsprüfungen auf ein Mindestmaß reduziert werden, wiederum ein Kostenvorteil. Die Möglichkeit, beim Clinchen Zwischenlagen, z.B. Kunststofffolien einfach mitzuverarbeiten, schafft weitere Vorteile.

SCOPE: Clinchnieten und Vollstanznieten sind Weiterentwicklungen des klassischen Clinchens. Können Sie diese Verfahren bitte kurz erläutern?

Pfeiffer: Clinchen, oder Durchsetzfügen ist das Erzeugen einer Druckknopf ähnlichen Materialumformung von mindestens zwei Blechen in einem Arbeitsschritt. Dazu benötigt man Stempel und Matrize. Clinchnieten kann man sich als Clinchen mit verlorenem Stempel vorstellen. Der Niet ist im Wesentlichen ein Stangenabschnitt, der wie ein Clinchstempel eine clinchähnliche Verbindung herstellt, dabei auch umgeformt wird und in der Fügestelle verbleibt. Eine solche Fügung kann höhere Scherzugkräfte aufnehmen und ist deshalb mit einer Halbhohlstanzniet-Fügung vergleichbar. Ein wesentlicher Unterschied ist allerdings darin zu sehen, dass der Clinch-Niet, wie auch das Clinchen das Blechmaterial nicht verletzt, sondern nur umformt. Der von einem Partnerunternehmen vertriebene Vollstanzniet wird ebenfalls mit Maschinen aus unserem Produktprogramm eingesetzt. Er ähnelt auf den ersten Blick einem Clinch-Niet. Der Unterschied liegt aber darin, dass er sich praktisch nicht verformt, alle Blechlagen durchstanzt und stempel- und matrizenseitig kaum Erhebungen produziert.

SCOPE: Ganz neu ist der Twin-Point, ein Verfahren, bei dem zwei Clinch-Punkte direkt nebeneinander gesetzt werden. Für welche Anwendungen eignet sich dieses Verfahren?

Pfeiffer: Der Twin-Point wird von einem Werkzeug in einem Hub gesetzt. Durch seine spezielle Form erreicht er eine sehr gute Verdrehfestigkeit also Drehmomentaufnahme bei gleichzeitig nahezu rotationssymmetrisch ausgeprägter Scherzugfestigkeit, welche die des Einzelpunktes um fast das Doppelte übersteigt. Er kann also sehr vorteilhaft eingesetzt werden an schmalen Flanschen, bei Verbindungen, die Drehmoment aufnehmen müssen sowie in Verbindungsaufgaben die einer sogenannten "Reissverschlussbelastung" ausgesetzt sind.

SCOPE: Tox gliedert sich in fünf Bereiche: Antriebstechnik, Pressensysteme, Blechverbindung, Steuerungen und Produktionssysteme. Treten die Bereiche voneinander unabhängig am Markt auf und wie sieht umsatzseitig die Reihenfolge aus?

Pfeiffer: Unsere Antriebe, Ansteuerungen und Prozessüberwachungen wie auch unsere Werkzeuge für die Blechverbindung sind Elemente eines Baukastens, der vorzugsweise von Kunden genutzt wird, die selbst Maschinen und Anlagen auf- oder ausbauen wollen. Auch wir nutzen unseren Komponentenbaukasten in diesem Sinne und bauen daraus Pressen- und Zangensysteme wie auch komplexe individuelle Produktionssysteme für Kunden auf, welche die betriebsfertige Systemlösung aus einer Hand suchen. Über Clinchanwendungen hinaus realisieren wir somit auch Maschinen und Anlagen zum Einpressen, hochpräzisen Montieren wie auch für Stanzaufgaben. Die seit vielen Jahren für Tox so Umsatz wichtigen Bereiche Antriebs- und Blechverbindungstechnik werden zunehmend durch diesen Sondermaschinenbau ergänzt.

SCOPE: Mit Electric Drive bieten Sie seit zwei Jahren eine Alternative zu den pneumatischen, hydraulischen oder Misch-Antrieben. Wie kommt das Angebot bei den Kunden an? Wie hoch ist der Anteil der elektrischen Antriebe am Gesamtumsatz der Antriebe? Und wo liegen die Vorteile einer solchen Lösung?
Pfeiffer: Wer heute den Antriebsmarkt vollständig bedienen will, kommt um diese Palette nicht herum. Alle genannten Antriebe haben ihre Einsatzgebiete. Unsere elektromechanischen Antriebe bieten außer den bereits angesprochenen energetischen Vorteilen vor allem Flexibilität für unsere Kunden. Weil wir alle wesentlichen Soft- und Hardwarearbeiten im Hause selbst durchführen, können Kundenwünschen nach individueller Kraft- oder Wegregelung und Verfahrprofilen schnell entsprochen werden. Spezielle Sensorik und Aktorik kann problemlos angesteuert und visualisiert werden, zunehmend oft kundenseitig vorgegebene Kommunikationsprotokolle können leicht eingebunden werden. Diese Vorteile sehen auch unsere Kunden, weshalb auch der Umsatzanteil dieser Antriebstechnologie im oberen zweistelligen Bereich jährlich wächst.
SCOPE: Sind pneumatische Antriebe in Zeiten zunehmender Flexibilisierung der Fertigung out?
Pfeiffer: Keineswegs. Die pneumatischen, hydraulischen wie auch die pneumohydraulischen Antriebe werden wohl noch sehr lange wichtig bleiben. Gerade in der Robustheit und der Einfachheit der Bedienung und Wartung haben unsere pneumohydraulischen TOX-Kraftpakete/Antriebe entscheidende Vorteile. Alle diese Antriebe haben bei Verwendung von mechanischen Festanschlägen höchste Wegwiederholgenauigkeit bei gleichbleibenden Lasten. Mit unserer Prozessüberwachungstechnologie sind diese Antriebe genau so sicher, nämlich vollständig überwachbar wie die elektromechanischen Antriebe.
SCOPE: Sie produzieren mit einer sehr hohen Fertigungstiefe in den Produktionsstätten Weingarten und in China. Wie hoch ist der Anteil der Fertigung in China an der Gesamtproduktion?
Pfeiffer: In unserem Fertigungsverbund produziert unser Werk in China vorzugsweise die Standardkomponenten, während die Produktionsstätte in Weingarten eher die Sonderanteile herstellt. In einer Gesamtbetrachtung ist der chinesische Fertigungsanteil fast so groß wie der deutsche im Stammwerk.
SCOPE: Und welche Erwartungen haben Sie umsatzseitig an dieses Jahr?
Pfeiffer: Eine Prognose für das laufende Jahr ist angesichts der allseits bekannten konjunkturellen Umstände allenfalls kurzfristig zu geben. Wir halten es daher für ungemein wichtig, unsere in den vorangehenden Antworten dargestellten Produkte und Dienstleistungen laufend gut auf die heutigen Bedürfnisse und Wünsche unserer Kunden einzustellen.

| SCOPE
Weitere Informationen:
http://www.scope-online.de/xist4c/web/Wie-Blech-und--Blech-zusammenhalten_id_161__dId_429180_.htm

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