Mechanische Fügeverfahren - Teil 1

Das Stanznieten

Die technische Aufgabe, Werkstoffe miteinander zu verbinden, stellt sich in allen Bereichen handwerklicher und industrieller Tätigkeiten. Die Bedeutung des umformtechnischen Fügens hat gerade in den letzten Jahren durch den Übergang zur Leichtbauweise und den vermehrten Einsatz beschichteter Werkstoffe erkennbar zugenommen. Denn traditionelle Verfahren wie Schweißen oder Verschrauben stoßen hier an ihre Grenzen und werden zunehmend durch Stanzniet- oder Clinchverbindungen ersetzt.

24. November 2002

Vor allem in der blechverarbeitenden Industrie haben sich die mechanischen Fügeverfahren Clinchen und Stanznieten als wirtschaftliche Alternative und/oder Ergänzung zu den bisher dominierenden Fügeverfahren fest etabliert. Auf beiden Gebieten gehört Bölhoff, Bielefeld, zu den Vorreitern und hat als einer der wenigen Hersteller beide Verfahren industriereif unter den Markennamen „Rivclinch“ und „Rivset“ gebündelt.

Diese mechanischen Fügeverfahren bieten gegenüber anderen Fügetechniken eine Anzahl von Vorteilen, wie die Möglichkeit, artgleiche, artverschiedene sowie beschichtete oder vorlackierte Werkstoffe miteinander zu verbinden. Probleme, die durch Wärmeeinbringung auftreten können, entfallen vollständig. Die hohe Prozeßsicherheit und die geringe Umweltbelastung sind weitere Argumente für diese zukunftsweisenden kalten Fügeverfahren.

Dicht verbunden

Die Erfolge der „Rivset“-Stanzniettechnik können sich sehen lassen: So wird zum Beispiel bei allen namhaften Automobilherstellern dieses Verfahren unter anderem in der Karosseriefertigung mit Bölhoff-Stanzniete und Systemen angewendet. Die „Rivset“-Stanzniettechnik eignet sich jedoch nicht nur für Großserien, selbst bei gelegentlichen Fügearbeiten spielt sie ihre Festigkeits- und Kostenvorteile aus.

Mit einem Halbhohlniet werden in einem Schritt die Fügepartner ohne Vorlochen geräuscharm und emissionsfrei form- und kraftschlüssig verbunden. Der Niet durchstanzt die oberen Materiallagen und wird in der letzten Lage in einer Matrize aufgespreizt. Da diese Lage nicht durchstanzt wird, entsteht eine gas- und flüssigkeitsdichte, punktförmige Verbindung.

So funktioniert das Stanznieten:

Die zu verbindenden Werkstücke werden auf die Matrize gelegt. Mit dem Aufsetzen der Setzeinheit erfolgt eine Fixierung der Fügestelle. In dem sich anschließenden Fügevorgang durchstanzt der Stanzniet die obere/n Blechlage/n und bildet den Schließkopf in der matrizenseitigen Blechlage. Die Form des Schließkopfes wird unter anderem durch die Matrizengravur bestimmt. Nach Erreichen einer Maximalkraft (kraftgesteuert) beziehungsweise eines vorgegebenen Weges (weggesteuert) erfolgt der Rückhub. Hierdurch wird eine hochfeste und -dichte Verbindung erzeugt.

Kundenoptimierter Stanzniet

Die Rivset-Stanzniete werden aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium gefertigt und können zur Erzielung einer maximalen Korrosionsbeständigkeit mit entsprechenden Oberflächen versehen werden. Zur genauen Festlegung der Stanznietgeometrie führt Böllhoff im Versuchsfeld ihrer Anwendungstechnik Bemusterungen in Einzelversuchen oder in Versuchsreihen durch. Der auf diese Weise ermittelte kundenoptimale Stanzniet wird im eigenen Werk hergestellt. Die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten des Stanznietens erklärt auch die Vielzahl unterschiedlicher Stanzniete. Sowohl die Stanznietgeometrie, die Härte, die Beschichtung als auch die Kopfform können variieren und werden jeweils anwendungsbezogen optimiert.

Die kundenindividuelle Beratung, unterstützt durch das Versuchsfeld, nimmt bei Böllhoff einen hohen Stellenwert ein und nicht selten entstehen so ungewöhnliche Lösungen. So stand etwa ein namhafter Hersteller von Waschmaschinen vor der Aufgabe, die Gehäuse aus bereits lackierten Profilen zu fertigen. Diese Methode versprach, Zeit und Kosten in der Fertigung zu sparen. Die Aufgabe aber bestand darin, ein dafür geeignetes Verbindungsfahren zu finden. Schweißen schied aus, da dann die Oberfläche beschädigt würde. Und auch Blindniete oder Verschraubungen erwiesen sich als viel zu kostenintensiv. Somit fiel die Entscheidung auf die Clinchtechnik. Die Ernüchterung folgte jedoch auf dem Prüfstand. Dort zeigte sich nämlich, daß die Konstruktion trotz ausreichender statischer Festigkeit keine ausreichende Lebensdauer unter dynamischer Belastung erreichte. Die Lösung brachten zusätzliche Stanznietpunkte an den Schwingungsknoten.

Wirtschaftlicher Halt durch kombinierte Verfahren

Derartige Verfahrenskombinationen werden künftig die mechanische Fügetechnik insgesamt bestimmen. Mit solchen Lösungen ist Böllhoff überall dort ein gefragter Partner, wo innovative Industrien nach entsprechend innovativen Verbindungen verlangen. Dazu zählen die Automobil- und die Weißwarenindustrie ebenso wie der Heizungs-, Klima- und Lüftungsbau, die Möbelindustrie sowie der Maschinen- und Anlagenbau.

Erschienen in Ausgabe: 08/2002