Nietanlage fixiert Airbag-Scharnierbleche an

© 2006 Carl Hanser Verlag, München
www.blechinform.com
Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern.
BLECHPRAXIS
Zuverlässig:
Nietanlage
zum Fügen von
Scharnierblechen und
Instrumententafel beim Automobil-Zulieferer
Delphi
Nietanlage fixiert Airbag-Scharnierbleche
an Instrumententafeln aus Kunststoff
DER AUTOMOBILZULIEFERER Delphi
(www.delphi.com) wendet in seinem
Werk in Gadsden im US-Bundesstaat
Alabama die Niettechnik zum Fixieren von Scharnierblechen in Instrumententafeln an, und zwar für zwei
unterschiedliche Fahrzeugmodelle eines süddeutschen Premiumherstellers.
Für das Fixieren der Scharnierbleche
werden 5-mm-Halbhohlniete (DIN
6791) verbaut. Bei einem Unfall, der
den Beifahrerairbag auslöst, sprengt
das Scharnierblech auf, durchbricht
die an dieser Sollbruchstelle dünnere
Wandstärke der Instrumententafel
und gibt so dem Airbag den Weg frei.
Es handelt sich um eine Sicherheitseinrichtung, die im Ernstfall zuverlässig funktionieren muss. Es dürfen sich
keine Teile lösen, die umherfliegen
und Insassen gefährden könnten. Die
vom Sicherheitsaspekt her anspruchsvolle Fügeaufgabe wurde aufgrund einer von Delphi vorgegebenen Taktzeit
von 15 s noch einmal erschwert. Im
Rahmen einer Neuinvestition sollten
zwei flexible Anlagen für diese ArBLECH InForm 5/2006
beitsschritte installiert werden. Die
Anlagen sollten ausreichend flexibel
sein, um einen Fertigungsprozess für
Rechts- und Linkslenkerversionen realisieren zu können.
Anspruchsvolle Zeitvorgaben
beim Fügen und Umrüsten
Die Wahl fiel auf zwei Nietanlagen
›231‹ der Constantin Hang GmbH
aus Göppingen (www.hang.de) mit
Nietunterstempeln und Nietwerkzeugen, die über sechs Achsen positioniert werden können und mit einer
anspruchsvollen Sortier- und Zuführeinheit ergänzt sind. Je Instrumententafel wird ein Scharnierblech
mit jeweils neun Nieten an der aus
Spritzguss gefertigten Kunststoff-Instrumententafel befestigt. Hierzu fährt
das Nietsetzwerkzeug nacheinander
die einzelnen Nietpunkte ab. Die
Nietanlagen arbeiten automatisch und
werden manuell bestückt. Während
des Nietvorgangs ist der Arbeitsbereich mithilfe eines Lichtvorhangs gegen Eingriffe gesichert. Die Niete wer-
den außerhalb der Anlage befüllt und
dann automatisch sortiert, ausgerichtet, vereinzelt und zugeführt. Ein Werker legt die zu verbindenden Scharnierbleche und Instrumententafeln
Hersteller
Hang ist ein weltweit tätiges Technologieunternehmen und ein Spezialist
für technisch anspruchsvolle Verbindungslösungen. Das im Jahr 1869 vom
Namensgeber Constantin Hang in Göppingen gegründete Familienunternehmen wird seit 1981 in vierter Generation
von Eberhard Hang geführt. Mit einem
Zweigwerk in Ungarn und insgesamt 85
Mitarbeitern wurden von Hang zuletzt
8,5 Millionen Euro Umsatz erzielt.
Constantin Hang GmbH
73037 Göppingen
Tel. 0 71 61/60 05-30
Fax 0 71 61/60 05-78
www.hang.de
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Fügetechnik
Gute Lösung: Die Umformwerkzeuge für
den Schließkopf der Niete befinden sich im
Werkstückträger
ein, bevor er den Nietvorgang mit einer Zweihandsteuerung auslöst.
»Wir haben den Auftrag erhalten,
weil wir das flexibelste Anlagenkonzept anbieten konnten«, schildert Geschäftsführer Eberhard Hang den Beginn der Zusammenarbeit mit einem
der größten Automobilzulieferer der
Welt. »Und natürlich konnten wir
aufgrund unserer Erfahrung zeigen,
dass das Konzept auch funktioniert«,
ergänzt Hang, dessen ähnliche Anlagen bereits für zwei andere bedeutende deutsche Automobilhersteller
Scharnierbleche für Beifahrerairbags
montieren. »Gerade beim Verbinden
zweier unterschiedlicher Werkstoffe
wie Blech und Kunststoff kann die
Niettechnik ihre Vorteile ausspielen.«
Anlage sollte sich auch
für weitere Fahrzeuge eignen
Außer allgemeinen stellte der Auftraggeber noch eine ganze Reihe spezieller
Anforderungen, die zu erfüllen waren.
So sollte die Anlage möglichst viele
verschiedene Nietbilder ausführen
können (dazu wurde sie später in
sechs Achsen frei programmierbar gestaltet, für den Antrieb verwendete
man Servomotoren und der Niettisch
wurde in der X-Y-Achse verfahrbar
ausgeführt). Die Werkstückaufnahmen sollten für die Rechtslenker- und
die Linkslenkerausführung schnell
umzurüsten sein. Außerdem war vorzusehen, dass nicht nur Scharnierbleche für die aktuellen zwei Modelle zu
montieren sind, sondern auch die für
nachfolgende Fahrzeugtypen. Stillstandszeiten wegen fehlender Niete
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sollten vermieden werden. Alle diese
Anforderungen konnte Hang erfüllen.
Die Anlagen arbeiten seit dem Serienanlauf 2005 nach nur sechsmonatiger
Entwicklungs- und Bauzeit reibungslos. Vorher wurden bei Delphi in
Wuppertal Versuchsreihen erfolgreich
absolviert, es wurde die im Automotivebereich übliche Vorserie vor der
Abnahme beim Hersteller gefertigt
und die Inbetriebnahme beim Kunden
in den USA durchgeführt.
Die geforderte Taktzeit lässt sich genauso eingehalten wie die kurze Umrüstzeit. In der Nietzuführung werden
die wahllos in den Speicher eingefüllten Niete sortiert, gerichtet und mithilfe von Schwerkraft und Luft zeitsparend vereinzelt. Nun übernimmt
die Nietzange die Niete und fixiert sie,
bevor sie mit einer Kraft von maximal
14 kN eingepresst werden. Die Anlage
fährt nacheinander die frei programmierbaren Nietpunkte an und die
nächsten Niete können gesetzt werden. Innerhalb der geforderten 15 s
hat die Maschine alle neun Niete gesetzt und der Werker kann das Teil
entnehmen. Der Nietnachschub wird
über einen Steigbandförderer gesichert, der außerhalb des Arbeitsbereichs der Anlage befüllt wird.
Anwender
Delphi ist einer der weltweit größten
Automobilzulieferer. Das Unternehmen
mit Hauptsitz in Troy, Michigan/USA, und
weiteren Zentralen in Paris, Tokio und
Sao Paulo stellt mit weltweit 177 000
Mitarbeitern in 34 Ländern eine große
Palette an Automobilteilen her. Von
Stoßdämpfern über Bremsen, Klimaanlagen, Elektronikkomponenten und
Dieseleinspritzpumpen bis hin zu kompletten Systemen wie Instrumententafeln reicht das Portfolio. Das Unternehmen wurde 1999 als Spin off aus dem
General-Motors-Konzern herausgelöst
und ist seitdem eigenständig.
Delphi Deutschland GmbH
Product and Service Solutions
42119 Wuppertal
Tel. 02 02/2 91-0
Fax 02 02/2 91 27 18
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Damit die Niete zuverlässig gesetzt
werden können, posititoniert man die
Bauteile zunächst. Die Werkstückaufnahme fungiert mit zunächst zwei
Zentrierstiften als Positionierhilfe.
Über eine komplexe Federtechnik in
der Aufnahme werden Scharnierblech
und Instrumententafel gegeneinander
gepresst. Die Instrumententafel wird
dadurch vorzentriert. Außerdem sorgt
die Federnmechanik dafür, dass der
Niet plan anliegt. Mit einem
Fußschalter aktiviert, schnellen dann
sieben weitere Positionierstifte hervor.
Die Positionierstifte stellen sicher, dass
alle Niete exakt durch die Werkstücke
geführt werden und nach dem Verpressen ein korrektes Nietergebnis
vorliegt. Eingebaute Sensoren prüfen
die korrekte Lage aller Elemente. Erst
dann fährt der Tisch mit dem Werkstück zum Nietkopf. Die Nietwerkzeuge zum Bördeln des Schließkopfes
sind in der Werkstückaufnahme integriert und bewirken an der Unterseite
der Niete die Umformung.
Damit die Werkstückaufnahmen
schnell gewechselt werden können,
hat Hang die elektrischen und pneumatischen Versorgungsleitungen mit
Schnellkupplungen versehen. Um alle
Nietpositionen der Instrumententafel
schnell und hoch genau abfahren zu
können, sind schnell beschleunigende
und schnell abbremsende Servomotoren eingebaut. Damit werden Nietsetzwerkzeug und Werkstückträger
über sechs steuerbare Achsen bewegt.
Der Werkstückträger ist in der X-YAchse horizontal verfahrbar. Die unterschiedliche Höhe der Bauteile wird
über die Z-Achse angefahren und die
beiden Schwenkachsen passen sich genau im rechten Winkel an die Bauteiloberfläche an. Die sechste Achse definiert die Vorschubbewegung des Nieteinpresswerkzeugs.
»Wir haben die richtigen Vernietungen aufgrund unserer Erfahrung problemlos fertigen können«, versichert
Eberhard Hang. »Sowohl die Vorabnahme bei uns im Haus als auch die
Abnahme bei Delphi samt Inbetriebnahme verliefen sehr positiv«, fasst er
als Fazit zusammen. Und weil die Anlage schon seit 2005 störungsfrei arbeitet, rechnet Hang damit, »dass das
nicht das einzige Projekt sein wird,
das wir für Delphi ausführen.« ■
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