VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.

22.02.2012

RIVKLE Blindnietmuttern und -schrauben - Blindnietmuttern und -schrauben

Der Übergang zur Leichtbauweise in der Automobilindustrie und der damit verbundene Einsatz dünnwandiger Bauteile aus innovativen Werkstoffen, wie Aluminium oder Edelstahl, stellt neue Anforderungen an die Verbindungstechnik. Dass dabei das Verfahren des Blindnietens eine immer wichtigere Rolle spielt, hat gute Gründe. Denn Blindnietmuttern und -schrauben sind die technisch und wohl auch wirtschaftlich oftmals attraktivste Lösung zur Befestigung von belastbaren Gewinden an dünnwandigen Werkstücken. Häufig auch die einzige, etwa bei Hohlkörpern, Gehäusen oder nur einseitig zugänglichen Bauteilen. Und da die Montage selbst bei beschichteten oder lackierten Teilen keine Nachbearbeitung verlangt, ist diese Verbindungstechnik in jeder Produktionsphase einsetzbar und damit hochflexibel - Werkstoff schonend dazu. Denn anders als etwa bei Schweißmuttern wird das Werkstück nicht durch Temperaturbelastungen beeinträchtigt. Verzug oder Versprödung sind somit ausgeschlossen.

Automobilindustrie als Motor

Bielefeld. Die Blindnietmuttern und -schrauben haben eine lange Tradition, führten innerhalb der Verbindungstechnologien allerdings bis vor rund zehn Jahren eher ein Nischendasein. Doch dann trat die Automobilindustrie mächtig aufs Gaspedal: Leichtbauweise mit neuen Werkstoffen und innovative Materialkombinationen verliehen dem Blindniet kräftige Schubkraft. Tendenz weiter steigend. Zu den gefragtesten Partnern der Branche gehört die Bielefelder Böllhoff Gruppe, die heute als weltweiter Marktführer in der Technologie für Blindnietmuttern und -schrauben gilt.

Die Aufgabe war recht diffizil: Um Eis pneumatisch abzusprengen, wollte ein amerikanischer Flugzeughersteller die Tragflächen seiner Maschinen mit abnehmbaren Gummileisten ausrüsten. Kein einfaches Unterfangen anno 1936. Denn die damals bekannten Verfahren stießen an ihre Grenzen, weil das dünnwandige nur einseitig zugängliche Bauteil schlicht und einfach ungeeignet für die Befestigung eines tragfähigen, belastbaren Gewindes war. Als Lösung kam der Amerikaner Russ Collins auf die Idee einer Blindnietmutter.

Was damals jenseits des Atlantiks ganz bescheiden begann, ist heute fester Bestandteil der weltweit operierenden Böllhoff Gruppe. Im Jahr 2000 übernahm das Bielefelder Familienunternehmen mit der RIVNUT Inc. (Kendallville/Indiana) just jene Firma, die als Pionier des Blindnietens gilt. Böllhoff selbst war 1974 in diese Technologie mit dem Programm RIVKLE^® eingestiegen. Mit großem Erfolg. „Wir sind mit unseren Blindnietmuttern und -schrauben weltweit die Nummer eins“, freut sich Johann Haig Linden. Der Produktmanager für das RIVKLE^® Programm kennt das Erfolgsrezept: „Präzision im Detail und Perfektion in der Lösung“. Dahinter verbirgt sich der generelle Anspruch des Unternehmens nach kompromisslos hoher Qualität von Produkten, Einbauwerkzeugen und Systemen. Maß aller Dinge: Die individuellen Anforderungen des Kunden.

Kein Wunder, dass Böllhoff heute mit annähernd 2.000 verschiedenen Blindnietmuttern und -schrauben über so viele Varianten verfügt, wie kein anderer Hersteller auf der Welt. Lieferbar sind die Produkte in fast allen gängigen Werkstoffen, wie Stahl, Edelstahl, Aluminium und auch Messing – in Abmessungen von M3 bis M14 oder in entsprechend zölligen Größen. Und dennoch: „Mehr als die Hälfte unserer Lieferungen sind Sondervarianten“, betont Johann Haig Linden. Beispielsweise Blindnietmuttern für die Automobilindustrie, die speziell für den Einsatz in Kunststoffen entwickelt worden sind, Produkte für Bereiche, in denen hohe Ausreißkräfte wirken oder wo flüssigkeitsdichte Verbindungen gefordert sind. Wichtige Gemeinsamkeit: Alle Blindnietmuttern und -schrauben fertigt Böllhoff im Rahmen eines weltweiten Produktionsverbundes unter eigener Regie in Europa, Nord- und Südamerika sowie China.

Strenge Kundenorientierung und hohe Flexibilität tragen Früchte. Seit 1996 hat sich die Absatzmenge von Blindnietmuttern und -schrauben bei Böllhoff mehr als verfünffacht. Treibende Kraft dabei: Die Automobilindustrie. Bis dato standen vor allem Hersteller von weißer Ware oder Elektroartikeln auf der Kundenliste. Doch als bei der Erstauflage des Audi A8 im Jahre 1993 der Leichtbau Einzug in die Pkw-Fertigung hielt, stand auch die Verbindungstechnologie vor neuen Herausforderungen. Jetzt schlug die Stunde der Niettechnologie.

Denn der Einsatz dünnwandiger Bleche aus Edelstahl oder Aluminium, von galvanisierten und beschichteten Stählen, auch in Verbindung mit Kunststoffen, machte das Punktschweißen vielfach unmöglich: Entweder wegen fehlender elektrischer Leitfähigkeiten oder auch mit Blick auf Beschädigungen von vorhandenen Oberflächenbeschichtungen. Vor allem beim Einsatz von Aluminium bereitet das Punktschweißen wegen der Prozesssicherheit, des Elektrodenverschleißes oder des Energieverbrauches große Probleme.

Auf der Suche nach Alternativen fiel die Entscheidung schnell auf das Blindnieten. Aus guten Gründen. Denn im automobilen Leichtbau sind Blindnietmuttern und

-schrauben die wohl vielseitigste Lösung zur Befestigung von belastbaren Gewinden an dünnwandigen Werkstücken. Häufig auch die Einzige, etwa bei Hohlkörpern, Gehäusen oder nur einseitig zugänglichen Bauteilen. Und da die Montage selbst bei beschichteten oder lackierten Teilen keine Nachbearbeitung verlangt, ist die Verbindungstechnik in jeder Produktionsphase einsetzbar und damit hochflexibel – Werkstoff schonend dazu. Denn anders als etwa bei Schweißmuttern wird das Werkstück nicht durch Temperaturbelastung beeinträchtigt. Verzug oder Versprödung ist somit ausgeschlossen.

Dabei hat sich die Technik des Blindnietens seit fast 70 Jahren nicht grundsätzlich verändert. Damals wie heute wird das Verbindungselement durch Aufstauchen eines definierten Schaftteils verankert. Außer der Aufnahmebohrung/-stanzung im Werkstück sind keine weiteren Vor- oder Nacharbeiten erforderlich. Verändert haben sich allerdings die Anforderungen in der Praxis. Innovationsfähigkeit und Kundennähe sind damit zu entscheidenden Wettbewerbsfaktoren geworden. Jene Dynamik hat Böllhoff stets als Herausforderung verstanden und neue Werkstoff- und Konstruktionskonzepte auf Anwenderseite zügig in neue Produkte und Systemtechnologien umgesetzt. „Wir bleiben in Bewegung und wollen immer einen Schritt voraus sein“, gibt Johann Haig Linden die Marschrichtung bei Böllhoff vor.

Jüngstes Beispiel dafür ist eine Blindnietschraube, die mit der Blindnietmutter kalt verpresst wird. Größter Vorteil zur alternativen und bisher üblichen Schweißlösung: Die Qualität der Verbindung ist eindeutig bestimmbar. Zudem ist der Einsatz bereits beschichteteter Materialien beim Kaltverpressen kein Problem. Unter dem Namen RIVKLE^® PN hat Böllhoff eine Blindnietmutter speziell für den Einbau in dünnwandigen Kunststoffen, Blechen oder Hohlprofilen entwickelt, bei denen hohe Ausreißkräfte gefordert sind. Besonderes Konstruktionsmerkmal ist ein geschlitzter Schaft, der zu vier Laschen aufgespreizt wird und so eine große Auflagefläche bietet. Die geringen Radialspannungen beim Setzvorgang vermeiden Bruchgefahr an spröden Werkstoffen und ermöglichen den Einsatz in weichen Bauteilen.

Neu im Böllhoff Programm ist auch RIVKLE^® HRT, eine hochfeste Blindnietmutter zur Verbindung von Schrauben der Festigkeitsklasse 12.9. Da bisher die Festigkeitsklasse 8.8. als oberstes Limit galt, erschließt Böllhoff mit dem neuen Produkt jetzt auch den Fahrwerksbereich oder das Feld der Türscharniere. Die eigentliche Herausforderung der Innovation war es, Gewinde und Kopf hart und den Verformungsbereich entsprechend weicher auszulegen. Böllhoff hat dazu ein spezielles Fertigungsverfahren mit höchster Prozesssicherheit entwickelt.

Keine Frage, Anwendungsvielfalt und Komplexität in der Blindniettechnik entwickeln sich rasant weiter. Einbausysteme müssen dies berücksichtigen und idealerweise auf die Verarbeitung von Produkten mit unterschiedlichen Materialien, Längen, Größen und Schaftvarianten ausgelegt sein. Diese Breite an unterschiedlichen Produktvarianten verlangt nach kundenindividuellen Lösungen und damit nach Partnern mit „Rundum-Kompetenz“ in der Niettechnologie. Daher nimmt bei Böllhoff die Beratung im Vorfeld einen besonders hohen Stellenwert ein.

Besonderer Vorteil des Vorgehens: Blindnietelemente und Einbausysteme kommen aus einer Hand. Beste Voraussetzungen mithin für höchste Verbindungsqualität. Und weil die Praxisanforderungen ganz unterschiedlich sein können, ist Böllhoff in allen Marktsegmenten mit prozesssicheren Einbauwerkzeugen vertreten. Das Spektrum reicht vom Handeinbaugerät für den Einzeleinbau über handgeführte Halbautomaten (EPKC) mit integrierter 100%-Kontrolle (Setzhubsensor, Setzkraftsensor, Erkennung fehlerhafter Bauteile, etc.) durch kraftüberwachte Verarbeitung bis hin zu vollautomatischen, prozesskontrollierten Anlagen bei der Verbindung von einseitig zugänglichen Werkstücken in der Serienfertigung.

Jene hoch automatisierten Fertigungsprozesse verlangen nach entsprechend prozesssicheren und maßgeschneiderten Systemen. Deshalb lässt Böllhoff in diesem wachstumsstarken Marktsegment dem Anwender weitgehende Freiheiten. Bewährt und bereits in mehr als 100 Systemen im Einsatz ist das hydraulisch-pneumatische Werkzeug HSA 803. Der automatische Setzkopf arbeitet nach dem Spindel-Hub-Prinzip (hydraulisch-pneumatische) und ist geeignet für große Serien und hohe Qualitätsstandards.

Nach dem Pressenprinzip arbeitet der automatische Setzkopf CFA803 für die automatische Montage von Blindnietmuttern und -schrauben. Dadurch werden extrem kurze Taktzeiten von etwa drei Sekunden und damit eine hohe Produktivität erreicht. Da das System ohne Gewindedorn arbeitet, fallen keine Wartungsarbeiten für Verschleißteile und damit auch keine Stillstandszeiten an.

Mit dem Werkzeug SAC erweitert Böllhoff sein umfangreiches Werkzeugprogramm um ein einfaches Modul zur Integration in Sondermaschinen, das ohne Zuführtechnik geliefert wird.

Klein, kostengünstig, hydraulisch-pneumatische und flexibel kommt es vor allem beim Bau von Spezialaggregaten oder bei Mehrfachvernietungen zum Einsatz.

Wie gut die Qualität jeder einzelnen Vernietung in der Praxis wirklich ist, lässt sich einfach und vor allem auch zerstörungsfrei feststellen. Denn im Gegensatz etwa zum Schweißpunkt ist jeder Nietprozess über Kraft/Weg-Daten am Setzwerkzeug festgelegt. Abweichungen von Referenzvorgaben werden sofort angezeigt, das System automatisch gestoppt.

Das Ergebnis: Die Blindniettechnik hat sich bezüglich der Prozesssicherheit inzwischen auch in hoch automatisierten Fertigungen bewährt und bietet damit ein breites Anwendungspotenzial. Neue Materialkombinationen und Konstruktionsprinzipien werden zu steigendem Interesse an der Technologie führen. Gefragte Partner sind dabei Spezialisten wie Böllhoff mit einem umfassenden Portfolio an Produkten, Werkzeugsystemen und Dienstleistungen. Dies gibt die Sicherheit von Verbindungen aus einer Hand und einem Guss.

URL: http://www.boellhoff.com