Mehrpunktwerkzeug zum Clinchen von Seitenairbaggehäusen

Lange Zeit gehörte das Punktschweißen zu den am meisten eingesetzten Verfahren zum Fügen und Verbinden von Blechteilen und Blechbaugruppen für Automobile. Später wurde das Punktschweißen des Öfteren durch andere thermische Verbindungsverfahren wie Schutzgas- und Laserschweißen zumindest teilweise substituiert.

Parallel dazu haben sich die mechanischen Niet-, Clinch- und Stanzmutter-Verbindungsverfahren weiterentwickelt und darüber hinaus kamen kombinierte Verbindungsverfahren wie Kleben plus Clinchen zur Anwendung. Zwar konnten sich diese hinsichtlich Leistung absolut vergleichbaren oder sogar überlegenen Verfahren in vielen Fahrzeugkomponenten sowie im Karosserie-Rohbau durchsetzen, jedoch blieben speziell die crash- und sicherheitsrelevanten Bereiche zunächst den herkömmlichen thermischen Fügeverfahren vorbehalten.

Tox-Clinchen in der Fertigung crash- und sicherheitsrelevante Bauteile

Dafür gab und gibt es zumindest beim weltweit eingesetzten Rundpunkt-Blechverbindungsverfahren von Tox Pressotechnik eigentlich keinen Grund, denn dieses kann bisher in über 200 Anwendungen in Kfz-Bauteilen und im Karosseriebau seine Eignung nachweisen, was anhand vieler Belastungstests und Langzeiterprobungen immer wieder eindrücklich bewiesen wird. Die zahlreichen Vorteile dieses Verfahrens sind in der Branche zwar hinreichend bekannt, jedoch dauerte es eine ganze Zeit und brauchte auch einiges an Beharrungs- und Durchsetzungsvermögen, bis sich das Tox-Clinchen auch in der Fertigung von crash- und sicherheitsrelevanten Bauteilen oder Baugruppen etablieren konnte.

Ein sehr gutes Beispiel dafür stellt die Produktion von Sicherheits-Komponenten wie Airbaggehäusen dar. In diesem anspruchsvollen Segment spielt die Firma Stanztechnik und Werkzeugbau Wolfgang Loch e. K., Idar-Oberstein, eine führende Rolle. Im Jahr 1976 gegründet, hat sich das Unternehmen zu einem Spezialisten für die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Stanz- und Montageteilen entwickelt, dessen Produktportfolio heute über 1500 verschiedene Lieferteile in den Bereichen Automotive, aber auch Haushalts- und Medizintechnik umfasst. Als nun die Fertigung von Seitenairbags anstand, setzten sich die Techniker von Loch und Tox Pressotechnik an einen Tisch und kreierten eine produktionstechnische Komplettlösung, basierend auf dem Rundpunkt-Blechverbindungsverfahren.

Tox-Mehrpunktwerkzeug kann auf Standardpresse PCG 075 eingesetzt werden

Der engen Abstimmung und der Festlegung auf das Blechverbindungsverfahren Rundpunkt folgte dann die Auftragserteilung für ein komplettes Tox-Mehrpunktwerkzeug mit zwei Stationen zum Verbinden von Seitenairbagteilen mit insgesamt elf Rundpunkten (6 plus 5). Das Werkzeugsystem, das eine Presskraft von 530 kN erfordert, wurde so konzipiert, dass es auf einer Standardpresse PCG 075 eingesetzt werden kann. Diese ist eine von 13 vorhandenen Tox-Pressen, die Presskräfte von 80 bis 1000 kN aufbringen.

Das Mehrpunktwerkzeugsystem ist multifunktional ausgelegt und übernimmt sowohl das Verbinden der Einlegebleche des Seitenairbaggehäuses als auch das Prägen in den sogenannten Kamin-Stirnseiten des Bauteils, wobei das Prägen zur Sicherung einer Gewebebandeinlage dient. Das Mehrpunktwerkzeug ist als Zwei-Stationen-Einheit aufgebaut.

In der Station 1 werden im automatischen Pressenbetrieb sechs Rundpunkte und in der Station 2 weitere fünf Rundpunkte gesetzt. Die Station 1 ist zusätzlich mit zwei pneumatisch angetriebenen Schieberwerkzeugen inklusive Gegenhaltern ausgestattet. Damit werden in die erwähnten Kamin-Stirnseiten des Seitenairbags die Prägungen mit den Abmessungen 5 mm × 5 mm bei 1 mm Tiefe ebenfalls automatisch eingebracht.

Das Beschicken und die Entnahme des Seitenairbags erfolgen manuell, die Arbeitsprozesse gehen dann automatisch vonstatten. Die vorgefertigten Airbaggehäuse werden in die beiden Stationen eingelegt. Durch Auslösen der Presse werden in Station 1 sechs und in Station 2 fünf Rundpunkte gesetzt und gleichzeitig finden in der ersten Station die Prägevorgänge links und rechts statt.

Mit multifunktionalem Werkzeugsystem sehr effizient und produktiv arbeiten

Aus Station 2 kann nun das fertige Airbaggehäuse entnommen werden. Das vorgefertigte Gehäuse der ersten Station wird in die zweite Station umpositioniert und die Station 1 neu mit den Einzelkomponenten belegt. Mit dem multifunktionalen Werkzeugsystem kann sehr effizient und produktiv gearbeitet werden, so dass mit nur einer Anlage bis zu 300 000 Seitenairbags pro Jahr entstehen.

Dies ist nur einer der Gründe, warum sich die Wolfgang Loch e. K. für Tox Pressotechnik als Technologie- und Systempartner entschied. Denn vor allem beeindruckt die nachweislich sehr hohe Prozesssicherheit, was nicht zuletzt ein starkes Argument dafür war, das Punktschweißen in diesem Fall aufzugeben. Die Erfahrungen mit den 13 Pressensystemen und einer ganzen Anzahl an Rundpunkt-Werkzeugen in Handarbeitsplätzen und in Folgeverbundwerkzeugen trugen dazu bei, diese weitreichende Entscheidung zu treffen. Zumal dadurch auch Anlagen- und Betriebs- sowie Wartungs- und Ersatzteilkosten gesenkt werden und eine reproduzierbare Qualität gewährleistet ist, die lückenlos dokumentiert werden kann.

Dipl.-Ing. (BA) Stefanie Reich ist Leiterin Marketing und Wissensmanagement bei der Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG, 88250 Weingarten.