Fachartikel: eClinchen im Automobilbau

Knipping optimierte mithilfe der eClinch-Technologie von Tox Pressotechnik die Fertigung von Sicherungsboxen für Automobile. Dank des effizienten und überwachbaren Clinch-Verfahrens sind die Bauteile in nur einem Arbeitsschritt auf der Stromschiene fixiert. Dabei bleiben die Oberflächen intakt und die Leitfähigkeit ist garantiert.
Ins richtige Licht gerückt: Die Kamera erkennt, ob die Sicherungen korrekt liegen.
Ins richtige Licht gerückt: Die Kamera erkennt, ob die Sicherungen korrekt liegen.Bild: Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG

Kraftfahrzeuge beherbergen heutzutage eine Vielzahl von Sensoren, Aktoren und Steuergeräten. Jeden elektrischen Verbraucher mit dem jeweils erforderlichen Potenzial zu versorgen, ist Aufgabe der Hauptsicherungsbox. Knipping Kunststofftechnik ist Experte für solch technisch anspruchsvolle Kunststoffbaugruppen, die meist aus Thermo- und Duroplasten sowie zum Teil Metallinserts bestehen. Über 850 Mitarbeiter an sechs Standorten – vier in Deutschland sowie jeweils einer in Mexiko und Ungarn – entwickeln und fertigen rund 1,4 Milliarden Kunststoffteile pro Jahr für die Automobil- und Elektroindustrie.

Kompakt im Aufbau: Auf dem Universaluntergestell sind Presse, Steuerung und Prozessüberwachung übersichtlich untergebracht.
Kompakt im Aufbau: Auf dem Universaluntergestell sind Presse, Steuerung und Prozessüberwachung übersichtlich untergebracht.Bild: Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG

Funktionaler Bestandteil der Sicherungsbox ist eine Stromschiene mit fünf Sicherungen – beides aus hochleitfähigen Kupferblechen unterschiedlicher Dicke. Knipping befestigte die Sicherungen in zwei Arbeitsschritten: Zunächst mussten die einzelnen Elemente gelocht und anschließend aufgeschraubt werden – ein aufwendiger Prozess, der zudem den Stromfluss in der Fügestelle beeinträchtigt.

Auf der Suche nach einem effizienteren Verfahren stieß der Zulieferer auf die Verbindungstechnologien von Tox Pressotechnik. „Das eClinchen basiert auf unserer bewährten Clinch-Technologie und hat unter anderem den Vorteil, dass die Leitfähigkeit im Fügepunkt erhalten bleibt und dass kein Hilfselement wie eine Schraube den Stromfluss behindert“, erklärt Stefan Zauner, technischer Vertrieb bei Tox Pressotechnik. Der Grund: Beim Press-Zieh-Vorgang bleiben die Oberflächen und Materialstrukturen intakt – das hält den elektrischen Widerstand im Clinch-Punkt gering.

Bleche dauerhaft verbinden

„Wenn die Materialoberfläche nicht beschädigt wird, bleiben auch Beschichtungen z.B. zum Schutz vor Korrosion intakt“, verdeutlicht Zauner. Das Clinchen ist eine effiziente Lösung, um Bleche dauerhaft miteinander zu verbinden. Dabei ist das Verfahren höchst flexibel in puncto Blechdicke, Güte und Oberfläche. Sowohl mehrere Lagen als auch unterschiedliche Werkstoffe lassen sich zuverlässig miteinander verbinden.

„Wir kennen Tox Pressotechnik schon aus anderen Projekten. Als wir uns mit den Experten auf einer Messe intensiv unterhalten haben, wurden uns die Vorteile speziell des eClinchens nochmal bewusster“, berichtet Jens Bauer, Leiter Anwendungstechnik bei Knipping Kunststofftechnik. Knipping entschied sich für das Verfahren.

Fünf auf einen Streich: Das Mehrpunktwerkzeug von Tox Pressotechnik erlaubt das gleichzeitige Anbringen von fünf Sicherungen auf einer Stromschiene in nur einem Hub.
Fünf auf einen Streich: Das Mehrpunktwerkzeug von Tox Pressotechnik erlaubt das gleichzeitige Anbringen von fünf Sicherungen auf einer Stromschiene in nur einem Hub.Bild: Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG

Fünf auf einen Hub

Nach eingehender Beratung, in der Parameter und Anforderungen unter anderem an die Prozessüberwachung abgestimmt wurden, orderte der Kunststoffspezialist eine Tox-Presse mit einem Werkzeug zum Setzen von fünf Tox-Rund-Punkten gleichzeitig. Für den Antrieb sorgt das kompakte Kraftpaket vom Typ X-K, das bei 6bar Druckluft eine maximale Presskraft von rund 320kN aufbaut. Der Gesamthub liegt bei 200mm, davon sind 12mm reiner Krafthub. Eine separate Werkzeugführung ist überflüssig, da Knipping ein Pressengestell der CMB-Baureihe wählte. Dieses fertigt Tox Pressotechnik standardmäßig mit einem in Linearlagern geführten Werkzeugstößel. Die Ausladung liegt bei rund 150mm.

>>Das neue Verbindungsverfahren ist deutlich effektiver<<

„Die Qualitätsanforderungen sind im Automobilbau sehr hoch. Daher suchten wir ein System, das selbständig den Prozess überwacht und dokumentiert“, erklärt Jens Bauer. Tox Pressotechnik ergänzte die Presse um eine Kamera sowie die speziell für das Clinch-Verfahren entwickelte Prozessüberwachung CEP 400T. Sie überprüft das X-Maß, also die Restbodendicke im Clinch-Punkt, und dokumentiert die dazu erforderlichen Kraft-Prozesskennlinien. Durch die kontrollierten X-Maße sowie die Presskraft können zudem Aussagen über die Werkstoffart und die richtige Werkzeugkombination, die Blechfestigkeit sowie -dicke und -anzahl getroffen werden. Ebenso erfolgt eine Meldung, wenn ein Blech fehlt oder eine sonstige Störung vorliegt. „Damit ist auch die Leitfähigkeit jeder elektrischen Verbindung gesichert und dokumentiert – und das zerstörungsfrei während des Prozesses“, betont Zauner.

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Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG

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