Weitere Verbindungstechniken

Pressen

Baustein-Systeme ermöglichen rationelle Fertigung

Bei der Herstellung von Know how-Bauteilen wie der Stirnwand sowie der entsprechenden Baugruppen- und Endmontage setzt Audi beim neuen Fahrzeugmodell des A4 auf eine durchgängige Systemkompetenz. Um dabei mit einer hohen Qualität und zu niedrigen Kosten zu produzieren, ist die ganzheitliche Betrachtung des Produktionsprozesses unerlässlich. Die Tox Pressotechnik bietet eine Lösung hierfür.

Bei Serienprodukten wie Automobilen oder Haushaltsgeräten wird schnell deutlich, was heute gefordert wird. Schon in der Entwicklungsphase eines neuen Produkts gilt es, die relevanten Prozesse und Verfahren sowie Alternativen ins Kalkül zu ziehen. Ob Funktion und Design oder Werkstoff und Bearbeitungsverfahren, ob Baugruppen- und Endmontage, Service oder Demontage für die Verwertung von Altgeräten, alle Positionen sind von Anfang an auf dem Prüfstand. Von Technologie-Lieferanten für bestimmte Bearbeitungs- oder Montageprozesse wird heute erwartet, dass sie komplex reagieren und integrierbare Pakete mit Produkten, Systemen und Dienstleistungen liefern können.

Verbindungs- und Einpresstechnik für verschiedene Anforderungen

Ein solches Technologie-Unternehmen ist die im süddeutschen Weingarten beheimatete Firma Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG, die ein umfangreiches Liefer- und Leistungsprogramm für Blechverarbeiter sowie Produktions- und Montagebetriebe bietet. Basierend auf den verschiedenen Technologie- und Produktions-Bausteinen lassen sich für die Herstellung und Montage von Blechteilen, Baugruppen und Komplettgeräten individuelle Fertigungssysteme zusammenstellen.

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Mit der Rundpunkt-Blechverbindungs-Technologie können beispielsweise gleiche oder in der Dicke sowie im Werkstoff verschiedene Bleche ohne Zusatzwerkstoffe oder thermische Einwirkungen unlösbar und wirtschaftlich verbunden werden. Mit den pneumohydraulischen Kraftpaket-Zylindern oder den elektromechanischen Electric-Drive-Spindeln werden Werkzeuge für die verschiedensten Fertigungsprozesse wie Clinchen, Einpressen oder Stanzen angetrieben.

Bausteine für Blech-Spann- und Blech-Bearbeitungsaufgaben

Die Tox-Pressen dienen in Produktion und Montage als standardisierte, flexibel einsetzbare Betriebsmittel und die Tox-Kraft-Kurver finden als Einheiten für kombinierte Blech-Spann- und Bearbeitungsaufgaben ihre Anwendung. Jeder dieser Bausteine kann für sich allein oder im Systemverbund eingesetzt und genutzt werden - als Element oder als Teil eines Komplettsystems.

„Die Tox Pressotechnik bietet den Kunden die Möglichkeit, sowohl die Verfahren als auch die Werkzeuge, die Produktionseinrichtungen und die QS-Messeinrichtungen dafür aus einer kompetenten Hand zu beziehen.“, so der Tox-Geschäftsführer Dr. Wolfgang Pfeiffer.

„Eine industrielle Lösung aus dem Automobilbau verdeutlicht, was wir beispielsweise im Bereich Einpresstechnik für Blechteile unter dem Begriff Systemkompetenz verstehen“, ergänzt der Vertriebsleiter Dr. Hinrich Dohrmann.

Doppelstation-Einpressmaschine durch Baukasten realisiert

Automobil-Hersteller Audi trat mit der Aufgabe „Einpressen von 2 Stanzbolzen in das Stirnwand-Bauteil des A4“ an die Tox Pressotechnik und an den Kooperations-Partner Profil (Hersteller von Verbindungselementen und Lieferant der entsprechenden Werkzeuge und Zuführeinheiten) heran. Die Ingenieure kreierten gemeinsam eine Universalmaschine mit zwei Einpressstationen, für die linke und rechte Ausführung, als betriebsbereite Kompletteinheit.

Die Einpressmaschine besteht aus einem Pressen-Untergestell als Träger von zwei C-Gestell-Tischpressen, aus einem Sortier- und Fördergerät mit Steuerung von der Firma Profil, der 2-Hand-Maschinensteuerung, einer Schutzvorrichtung und diversen Werkzeugen (Stanzkopf und Matrize) zum Setzen der Stanzbolzen. Die C-Gestell-Tischpressen sind jeweils mit einem pneumohydraulischen Kraftpaket-Antriebszylinder vom Typ S 30 ausgerüstet. Die Zylinder erreichen je nach Luftdruck mit 6 bar 170 kN und mit 10 bar sogar 300 kN Presskraft.

C-Gestell-Tischpressen werden exakt in die Stanzpositionen eingefahren

Zum ungehinderten Einlegen und Entnehmen der Stirnwände in die Werkstückaufnahme sind die C-Gestell-Tischpressen auf Führungswagen installiert und können exakt in die Stanzpositionen ein- und ausgefahren werden. Außerdem gibt es an den Zylinderstößeln spezielle Wechsel-Aufnahmen für die Stanzbolzen-Setzköpfe und in der Werkstückaufnahme befinden sich die Matrizen.

Die C-Gestell-Tischpressen und die Antriebszylinder sind für maximal 250 mm Hub ausgelegt. Der Krafthub beträgt 20 mm, so dass die Ausgangs- und Bearbeitungspositionen zeitsparend im Eilgang angefahren werden können.

Zusätzlich ist eine der beiden C-Gestell-Tischpressen mit einer pneumatisch betriebenen Linearachse seitwärts zu verfahren, womit die Maschine universell für linke und rechte Stirnwand-Ausführungen einzusetzen ist. Für einen material- und werkzeugschonenden Einpressablauf sind in den beiden Kraftpaket-Antriebszylindern hydraulische Endlagen-Dämpfungen integriert.

Performance und Sicherheit ergänzen sich bei den Einpressmaschinen

Neben der 2-Hand-Sicherheitssteuerung wurde auch ein Lichtvorhang installiert. Damit wird die Einpressmaschine gegen Dritte oder unbeabsichtigtes Eingreifen zuverlässig abgesichert.

Der Ablauf gestaltet sich sehr einfach und rationell: nach dem Einlegen der Stirnwand löst die 2-Hand-Steuerung innerhalb von 0,5 Sekunden durch gleichzeitiges Betätigen beider Schalter den vollautomatischen Positionier- sowie Stanz- und Einpress-Vorgang aus. Der jeweilige Pressenstößel fährt im Eilhub schnell nach unten, bis der Krafthub erreicht ist.

Wird noch während des Eilhubs des Pressenzylinders mindestens einer der Taster losgelassen, geht der Stößel aus Sicherheitsgründen per Rückhub sofort in die Ausgangsstellung zurück. Ansonsten erfolgen das Zuführen und das Einpressen des Stanzbolzens. Danach fährt der Stößel wieder in die Ausgangsstellung zurück, die Presseneinheiten fahren nach hinten und das fertige Bauteile ist leicht zu entnehmen.

Nebenzeiten durch automatischen Ablauf minimiert

Der automatische Ablauf und die Aufteilung der Einpresshübe in einen Eil- und Krafthub führen zu sehr kurzen unproduktiven Nebenzeiten - der Gesamtdurchsatz erhöht sich.

Bis auf die spezifische Auslegung der Werkstückaufnahme und der zusätzlichen pneumatischen Verfahrachse einer Pressstation konnte die für Audi realisierte Einpressmaschine weitgehend aus standardisierten Bausteinen erstellt werden. Niedrige Grund- und überschaubare Anpassungskosten sorgten für ein klar kalkulierbares Investment sowie eine planbare Amortisation. Durch die Kombination aus Tox-Produktions-Bausteinen und Profil-Verbindungstechnik wurde eine praxisnahe und wirtschaftliche Lösung geschaffen.