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Wie Sie Ihre Fließlochschraubverbindung in fünf Schritten überprüfen

Ein hochwertiges Fließlochschraubverfahren ist von entscheidender Bedeutung für jeden Autohersteller. Die Überprüfung der Verbindungen in einer Produktionsanlage kann jedoch eine Herausforderung darstellen. Unsere Experten haben in fünf einfachen Schritten zusammengefasst, wie Sie die Qualität Ihrer Fließlochschraubverbindung einfach und schnell überprüfen können.

Fließlochschrauben Produkte Klebe- und Dosiertechnologie Industrial Tools & Solutions

Schritt 1: Beschichtung des Fügeelements

Noch bevor wir beginnen, die abgeschlossene Verbindung zu bewerten, sollte der erste Schritt immer eine visuelle Gesamtüberprüfung des Fügeelements sein. Zum Schutz vor Korrosion sind die Fügeelemente gleichmäßig mit Zink-Nickel oder Zinklamellen beschichtet. Wenn eine große Fläche der Beschichtung beschädigt ist, besteht ein erhöhtes Korrosionsrisiko.

Unsere Experten empfehlen:

Wenn Sie Ihre Bauteile vor unerwünschter Korrosion schützen möchten, kontrollieren Sie die Fügeelemente vor der Verwendung stets auf eine gleichmäßige Beschichtung.

Schritt 2: Position des Schraubenkopfes

Die Kontrolle der endgültigen Position des Schraubenkopfes ist sehr wichtig. Die Position kann die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Verbindung stark beeinflussen. Liegt der Schraubenkopf falsch, können sich die zu montierenden Teile während des Fügens verschieben und es kann zu einer Schwächung der Verbindung kommen. Hierbei ist es wichtig, zwischen Prozesspunkten und Festigkeitspunkten zu unterscheiden, da sie unterschiedliche Anforderungen haben.

2.1 Prozesspunkte

Prozesspunkte haben keine strukturrelevanten Eigenschaften und werden nur zur Stabilisierung verwendet. Sie werden oft in Kombination mit Strukturklebstoffen verwendet, um sicherzustellen, dass sich die Bauteile nicht bewegen, bis der Klebstoff vollständig ausgehärtet ist.

K-Flow Process Spot requirements

Die Verbindungsqualität von Prozesspunkten ist in Ordnung, wenn:
• Das Fügeelement eine vollständige Kopfauflage erreicht.
• Das Fügeelement eine einseitige Kopfauflage erreicht und die erzeugte Vorspannkraft die Bauteile ordnungsgemäß zusammenhält.

Die Qualität ist nicht in Ordnung, wenn:
• Das Fügeelement keine vollständige Kopfauflage erreicht.


Ist die Verbindungsqualität nicht in Ordnung, empfehlen unsere Experten die Überprüfung von:


...der Drehzahl während des Gewindeformens
Ist die Drehzahl zu niedrig, wird das gewünschten Drehmoment für das Gewindeformen überschritten und die Verfahrenssteuerung versagt bei der Installation. Dies führt zu einer unvollständigen Verbindung.


...das Drehmoment beim endgültigen Anziehen
Wenn das endgültige Drehmoment zu niedrig ist, kann es zu einer nicht gesicherten Verbindung mit wenig oder gar ohne Klemmkraft kommen. In diesem Fall passen Sie die Drehmomentparameter im letzten Verfahrensschritt an und stellen Sie sicher, dass das Fügeelement mit der richtigen Kraft angezogen wird.

2.2 Festigkeitspunkt

Befestigungspunkte werden als Festigkeitspunkte bezeichnet, wenn sie in ihrer späteren Funktion festigkeitsrelevante Eigenschaften für die Stabilität des Fahrzeuges aufweisen sollen. Im Karosseriebau, insbesondere in den Bereichen wie Unterboden, Vorderwagen, Aufprallzone sowie am Aufbau des Karosseriegerippes, finden sich zahlreiche Varianten solcher Festigkeitspunkte.

K-Flow strength spot

Die Verbindungsqualität eines Festigkeitspunktes ist in Ordnung, wenn:
• Das Fügeelement vollständige Kopfauflage erreicht.

Die Verbindungsqualität ist nicht in Ordnung, wenn:
• Das Fügeelement keine Kopfauflage erreicht hat.
• Das Fügeelement nur einseitige Kopfauflage erreicht hat.

Ist die Verbindungsqualität nicht in Ordnung, empfehlen unsere Experten die Überprüfung von:

…der Positionierung des Roboters
Wenn die Winkelposition des Roboters nicht absolut senkrecht zu den zu verbindenden Flächen ist, dringt das Fügeelement falsch in die Baugruppe ein. Dies führt zu einer schwächeren und korrosionsanfälligeren Verbindung. Passen Sie den Annäherungswinkel des Roboters zur Oberseite an, um dies zu verhindern.

… dem Klemmen der Teile
Wenn die Karosserieteile während des Fließlochschraubverfahrens aufgrund der hohen Druckbelastungen nicht ausreichend eingespannt oder gegen Bewegung abgestützt werden, kann es zu einer einseitigen Kopfauflage kommen und somit zu einer fehlerhaften Verbindung.

… der Passung der Komponenten untereinander
Passen die zu fügenden Komponenten nicht spaltenlos aufeinander, verändert sich der Fügewinkel und es kann zu einer einseitigen oder keiner Kopfauflage führen.

…der Drehzahl während des Gewindeformens
Wenn die falsche Drehzahl an der Spindel verwendet wird, kann es zu einem nichtaufliegenden Schraubkopf kommen. Dies liegt daran, dass die Systemsteuerung in dieser Phase ein höheres Gewindedrehmoment als erwartet fährt und das Verfahren zum Stoppen bringt, um vor weiteren Schäden zu schützen. Ein Grund für diesen Fehler kann sein, dass die eingestellte Drehzahl für die zu verbindenden Materialien zu niedrig ist.

…dem Drehmoment beim endgültigen Anziehen
Ein weiteres Problem, das zu einer unzureichenden Verbindung führen kann, ist das Nichterreichen des endgültigen Drehmoments. Wenn das resultierende Drehmoment zu hoch ist, kann das Fügeelement im letzten Verfahrensschritt nicht ausreichend angezogen werden und es stoppt auf halbem Weg.

Schritt 3: Abdeckung der Durchgangsbohrung

Fügeelement deckt die Durchgangsbohrung nicht vollständig ab.

Fügeelement deckt die Durchgangsbohrung nicht vollständig ab

Fließlochschrauben wird häufig verwendet, da das Verfahren auch bei einseitiger Zugänglichkeit durchgeführt werden kann und im Allgemeinen keine Vorbohrung im Obermaterial erfordert. Ausnahmen sind sehr dicke Stapel, Gussteile oder komplexe Mischmaterialkombinationen oder spezielle Fügeanforderungen wie beispielsweise Wärmeleitfähigkeit. In diesen Fällen verwendet die Industrie Materialien mit einer Vorbohrung, wobei das Fügeelement eine weiter Funktion erfüllt: es schützt die Durchgangsbohrung.
Verbindungen, die keine Vorbohrung verwenden, sind wesentlich weniger anfällig für mögliche Korrosionseinflüsse. Bei Verbindungen mit einer Vorbohrung besteht die Möglichkeit der Korrosion durch Eindringen von Feuchtigkeit unter dem Kopf des Fügeelements und somit in die Schichten der Verbindung. Hier spielen Strukturklebstoffe und Dichtstoffe in Hybridverbindungen eine wichtige Rolle.

Wenn die Vorbohrung nicht vollständig abgedeckt wird, empfehlen unsere Experten die Überprüfung von:

…der Roboterprogrammierung und dem Durchmesser der Vorbohrung

Schritt 4: Spalt zwischen Materialien

Eine perfekte Verbindung ist mehr als nur eine vollständige Kopfauflage. Die Qualität einer Verbindung hängt auch von der Passform der Materialien zueinander ab. Spalte zwischen den Schichten können Korrosion oder Luftblasen verursachen, den Klebstoff brechen und die Festigkeitseigenschaften beeinträchtigen.

K-Flow joint with gap between layers

Spalt zwischen Materialien

In diesem Fall empfehlen unsere Experten folgendes zu überprüfen:

…die Materialstärke
Wenn die Toleranz der Materialstärke überschritten wird, braucht es mehr Reibung, um das Material zu erwärmen, das Fügeelement kann das Material nicht so leicht durchdrücken, und kann so nicht die erforderliche Festigkeit und Dichtigkeit der Verbindung gewährleisten.

…das Drehmoment beim letzten Verfahrensschritt
Manchmal ist es nur eine kleine Anpassung, die dazu beitragen kann, die Verbindungsqualität zu verbessern. Insbesondere bei Multimaterialkonstruktionen sind bei der Programmierung der Parameter die individuellen Anforderungen der einzelnen Materialschichten zu berücksichtigen.

…die Drehzahl beim Durchbohren des Materials
Ist die Drehzahl beim ersten Verfahrensschritt zu hoch, wird das Material zu heiß. Beim Durchzugformen schiebt das Fügeelement das Material zwischen die Schichten und es entsteht ein Spalt zwischen den Materialschichten. Auch eine zu geringe Drehzahl kann ein korrektes Fließen der Materialschichten verhindern.

Schritt 5: Bewegung des Fügeelements

Wenn der Prozess alle vorherigen Schritte erfolgreich bestanden hat, ist es sehr unwahrscheinlich, dass er die Qualitätsanforderungen nicht erfüllt. Trotz alledem gilt es noch einen letzten Schritt zu prüfen, bevor die Verbindung akzeptiert wird. Es ist die manuelle Messung der Festigkeit des Fügeelements – oder zumindest die Überprüfung des "Losbrechmoments", die manuell durchgeführt wird. Wenn das Fügeelement gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann, dann ist beim Verbindungsverfahren etwas schiefgelaufen und die Verbindung sollte als defekt eingestuft werden.

K-Flow movement fastener

Lässt sich das Fügeelement von Hand bewegen, kann das zu lockeren Blechen oder Teilen führen (wenn kein Klebstoff verwendet wird)

In diesem Fall empfehlen unsere Experten folgendes zu überprüfen:

…das Drehmoment beim letzten Verfahrensschritt
Ein möglicher Fehler ist, dass das Drehmoment für das endgültige Anziehen zu hoch eingestellt wurde. Das Gewinde wird abgeschält und beschädigt die Nabe. Dies kann auch auftreten, wenn Klebstoff versehentlich in die Verbindung eindringt und das Verbindungsverfahren schmiert, was zu Drehmomentüberschreitungen führen kann.

… Klebstoff unter dem Schraubkopf
Wenn der Klebstoff direkt unter der Position des Fügeelements platziert wird, wird die Reibung reduziert das Fügeelement überdreht und lockert sich. Bei Verbindungen ohne Vorbohrung kommt dies nicht so häufig vor.

…die Materialstärke und Wärmebehandlung
Bei der Verwendung von Gussteilen in der Montage können Dicke und Materialhärte je nach Charge variieren. Dies kann dazu führen, dass das voreingestellte Drehmoment plötzlich zu niedrig ist und die Fügung somit unzureichend.

Fazit:

Diese fünf Tipps sind nützlich, um Verbindungen während der Produktion zu überprüfen. Bevor es jedoch in die Produktion geht, empfehlen wir jedoch immer eine genaue Verbindungsentwicklung für alle strukturellen Verbindungen. In unseren 16 Innovationszentren weltweit sorgen wir dafür, dass Ihr Verbindungsverfahren zukunftsfähig und zuverlässig ist und Ihnen die Daten zur Verfügung gestellt werden, die Ihre Fertigungsziele unterstützen. Wenn Sie mehr wissen möchten, besuchen Sie unsere Innovation-Center-Seite und nehmen Sie Kontakt mit uns auf.

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