BTM Scandinavia nutzt zum Clinchen von Lüftungsgehäusen das Fügesystem NCFC von Kistler

Das Clinchen (früher auch Durchsetzfügen genannt) ist eine Verbindungstechnik, die insbesondere bei Blechen ihre Stärken ausspielt. Seit den 1980er Jahren in der Automobilindustrie bekannt, sorgt sie inzwischen auch in weiteren Branchen wie Heizungs- und Klimatechnik, Elektronikindustrie, weiße Waren und Baugewerbe für stabile, energieeffiziente und kostengünstige Verbindungen. Zu einem Clinchsystem gehören die Clinchzange, die an ihr befestigten Werkzeuge wie Stempel und Matrizen sowie ein Antrieb (pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch) zur Ausführung des Fügevorgangs.

Einer der führenden Anbieter der Clinch-Technologie ist BTM (Bending Tools Manufacturing): Zum europäischen Netzwerk der 1966 in den USA gegründeten BTM Corporation – dort ist das Clinchen vor allem unter dem Markennamen „Tog-L-Loc“ bekannt – gehört auch das schwedische Unternehmen BTM Scandinavia AB. 1990 gegründet und seit 2008 eigenständig, kümmern sich aktuell sieben Mitarbeitende um Kunden aus Automotive, Metallindustrie sowie weiteren Branchen. Bo Claesson, einer der beiden Geschäftsführer von BTM Scandinavia AB, berichtet: „Das Clinchen bietet gegenüber den Alternativverfahren Punktschweißen und Nieten eine Reihe von Vorteilen. Mit unseren vielfältigen Clinch-Technologien können wir für fast jede Anwendung in der Blechverbindungstechnik eine optimale Lösung bieten.“ Im Gegensatz zum Schweißen erfolgt beim Clinchen kein Wärmeeintrag ins Bauteil, so dass Materialstruktur und -eigenschaften konstant bleiben. „Außerdem ist Clinchen eine rückstandslose Verbindungstechnik, die ohne zusätzliche Bauteile wie Nieten und damit ohne Mehrgewicht auskommt“, so Claesson weiter.

Bleche effizient und rückstandsfrei verbinden

Von einem innovativen schwedischen Hersteller von Lüftungssystemen erhielt BTM Scandinavia über dessen Maschinenbauer Steinadler AB eine Anfrage bezüglich der Fertigung eines Lüftungsgehäuses, das bislang mittels Punktschweißen und Nieten montiert wurde. Dabei werden sechs Blechteile teils unterschiedlicher Blechstärke durch insgesamt 34 Clinchpunkte dauerhaft, rückstandsfrei und energieschonend verbunden. Dank der Kooperation mit Kistler konnte BTM Scandinavia eine bestehende Punktschweißanlage auf elektromechanisches Clinchen umrüsten.

„Dragiza Tosovic, der CEO von Steinadler AB, hat sich bei uns explizit nach der unter ökologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten neusten und besten Technologie für die Produktion von Lüftungsgehäusen erkundigt. Da kam die neue NCFC-Servopresse von Kistler natürlich wie gerufen. Mit ihrem geringen Gewicht von 46 kg, der Kompaktheit und mit maXYmos Prozessüberwachung ist sie für den Einsatz am Roboter bestens geeignet.“

Bo Claesson, Geschäftsführer BTM Scandinavia AB

Die teilautomatisierte Montage erfolgt in einer Roboter-Fertigungszelle mit Drehtisch für die sichere Beschickung neuer Blechteilkomponenten des Lüftungsgehäuses. Am Roboterarm zum Einsatz kommt die kompakte Servopresse NCFC von Kistler in der Variante mit 55 kN Nennfügekraft. Das Kraft-Weg-geregelte NC-Fügesystem mit integrierter Sensorik sorgt für präzises Clinchen auch am Roboter. Die Qualitätssicherung erfolgt mit Hilfe des mit der Anlage verbundenen Monitoring-Systems maXYmos NC von Kistler, das den Clinchprozess visualisiert und überwacht sowie die Produktionsdaten den übergeordneten Softwaresystemen zur Verfügung stellt.

Prädestiniert für den Einsatz am Roboterarm

Volker Eilmannsberger, Entwicklungsingenieur Fügesysteme bei Kistler, erläutert: „Die Herausforderung bei dieser Anlage bestand vor allem darin, 34 Clinchpunkte in einer Taktzeit von einer Minute und 20 Sekunden zu realisieren. Zusätzlich wird während der Bearbeitung das Bauteil mehrfach geschwenkt, um alle Bearbeitungspositionen zu erreichen. Diese Paralleloperation hat ebenfalls einen Einfluss auf die Taktzeit. Dank der NC-Funktionalität unseres Fügesystems konnten die einzelnen Verfahrstrecken relativ einfach optimiert werden, um an vorhandenen Störkonturen vorbei zu schwenken und die Taktzeit zu erreichen.“ Durch die Kompaktheit und das geringe Gewicht der NCFC-Servopresse eignet sich das System besonders für die Automatisierung mit Robotern, wie sie in der Automobilindustrie häufig eingesetzt werden. Einer effizienten Integration dient auch die neue Hybridkabel-Technologie der NCFC-Fügemodule: Energie, Signale und Daten werden über ein einzelnes Hybridkabel für die Antriebstechnik übertragen.

Die vorgeschlagene Lösung hat Steinadler so überzeugt, dass sie auch für zukünftige Projekte statt auf das bisher genutzte Punktschweißen nun auf elektromechanisches Clinchen mit Systemen von BTM und Kistler setzen wollen: Eine weitere Anlage zur Fertigung von Lüftungsgehäusen ist bei Steinadler bereits in Arbeit.