Vom Stanznieten zum Fließlochschrauben Leichtbau treibt mechanisches Fügen

Vom Stanznieten zum Fließlochschrauben

Leichtbau treibt mechanisches Fügen

Im Karosseriebau ist die Fließformverschraubung eine etablierte Technik. In größeren Fahrzeugen werden bis mehrere hundert Schrauben gesetzt
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In Zeiten des Leicht- und Mischbaus nimmt das Interesse an mechanischen Verbindungstechniken zu. Das belegen Beispiele von Tox, Böllhoff, Deprag und Klingel.

Marc Steinig, Produktmanager bei Böllhoff, verweist im Leichtbau-Kontext auf die Rivset-Stanznieten. Diese kommen etwa im Karosseriebau des Porsche Panamera zum Einsatz. Da bei dessen Karosserieentwicklung die Gewichtsreduzierung eine große Rolle spielte, wird die Rohbaustruktur in Hybridbauweise aus Stahlwerkstoffen, Aluminiumwerkstoffen und Kunststoff hergestellt.

Zudem hat Böllhoff mit Rivtac ein mechanisches Fügeverfahren entwickelt, bei dem ein nagelähnliches Hilfsfügeteil mit hoher Geschwindigkeit in die nicht vorgelochten Fügeteile eingetrieben wird. Ihre Feuertaufe bestand die Technik bei der EDAG-Light-Car-Studie. Dort wurden rund 400 Setzbolzen eingesetzt. Schließlich basiert das Space-Frame-Zukunftsauto durchgängig auf einem Profilrohrrahmen aus Stahl und Aluminium, der mit Bauteilen aus Aluminium und faserverstärkten Kunststoffen beplankt ist.
Auch der Blechverbindungstechnik-Spezialist Tox Pressotechnik hat sein Portfolio mit einem innovativen Verfahren erweitert: Die Vollstanzniet-Technologie haben die Weingartner für einen Automobilbauer zur Serienreife entwickelt. „Der Werkstoffmix im hybriden Mischbau benötigt materialtolerante Kaltfügeverfahren“, erläutert Tox-Geschäftsführer Dr.-Ing. Wolfgang Pfeiffer. „Gerade wenn neuartige, hochfeste Werkstoffe mit Stahl- oder Aluminium-Blechen verbunden werden sollen, gibt es im Grunde zum Vollstanznieten keine ökonomische Alternative.“
Mit dem neuen Verfahren übernimmt Tox etwa Fügeaufgaben im Türenbereich des Mercedes CLS. Weitere Anwendungen gibt es bei anderen Automobilherstellern. Für ihre robotergeführte Fügezange zum Setzen solcher Vollstanznieten hat Tox auch auf der Hannover Messe 2010 den zweiten Platz beim Robotic Award errungen. Aus Sicht der Jury eröffnet das Verfahren neues Potenzial im industriellen Leichtbau.
„Zu den innovativen mechanischen Verbindungstechnologien zählen neben Nietsystemen aber auch moderne Schraubansätze, wie das Fließlochschrauben“, ergänzt Dr.-Ing. Robert Klingel vom Waiblinger Unternehmen Klingel. „Fließlochschrauben ist zwar eine Nischentechnologie, aber gerade in Zeiten von Leicht- und Mischbau nicht mehr wegzudenken.“ Solche Schrauben, die sich selbst ihr Loch bohren und das Gewinde schneiden, werden etwa beim Audi R8 eingesetzt. Klingel: „Auch beim Audi TT wird ein Mischbau aus Alu und Stahl via Roboter vollautomatisch verschraubt.“
Auch Jürgen Hierold, Vertriebsleiter beim Schraubspezialisten Deprag Schulz, sieht Fließformschrauben dank Leichtbau auf der Überholspur. „Verbindungselemente wie Nieten erleben bei Werkstoffverbunden eine Renaissance, wo beidseitige Zugänglichkeit an die Verbindungsstelle möglich ist. Wo nicht, bedarf es alternativer Verbindungsverfahren – etwa Verschraubungen mit Fließformschrauben.“
Im Karosseriebau der Autoindustrie sei die Fließformverschraubung mittlerweile eine etablierte Technik, so Hierold. „In größeren Fahrzeugen werden je nach Konstruktion mehrere hundert Schrauben gesetzt.“ In weitläufigen Roboter-Montageanlagen bremsen aber die Wege vom Schraubenzuführgerät zum Schrauber oftmals schnelle Taktzeiten aus. Bei Deprag befinden sich daher stets zwei Fließformschrauben im System. Während die erste verschraubt wird, wird die nächste schon zugeführt und in Warteposition bereitgehalten. ab
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