Seit wann beschäftigen Sie sich mit Verbindungstechnik im Automotive-Umfeld?
Ich beschäftige mich seit über 30 Jahren mit der Konstruktion und Entwicklung von innovativen Verbindungselementen und Automationslösungen für die Automobilindustrie und arbeite eng mit Ingenieuren der großen OEMs und deren Zulieferer zusammen. Seit nunmehr 8 Jahren liegt der Fokus darauf, technisch sichere, effiziente und nachhaltige Verbindungselemente zu schaffen.
Welche Bedeutung haben Verbinder heute im Bereich der Automobilindustrie, auch mit Blick auf die E-Mobilität?
Verbindungselemente finden sich in fast jedem Bereich der Fahrzeugtechnik. Sei es das Befestigen von z.B. Airbagrahmen im Bereich der Armaturentafel oder der Fensterhebermechanik mit Blindnieten, der Blindnietmuttern als Schraubpunkte für Armaturentafeln oder das Anbringen von Kofferraum-Anschlagpuffern mittels Blindnietgewindebolzen.
Verbindungselemente sind somit aus der Fahrzeugtechnik nicht wegzudenken. Die Anwendungen werden jedoch immer komplexer und der Kostendruck steigt von Jahr zu Jahr.
Mit Blick auf die E-Mobilität haben sich in den letzten Jahren die Anforderungen an Dichtigkeiten der Blindnietmuttern und Blindnietgewindebolzen enorm weiterentwickelt. So sind mit allen Mitteln Batteriegehäuse gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen. Geschlossene Blindnietmuttern mit unterschiedlichen Dichtungen erobern für diese Anwendungsfälle zunehmend den Markt.
Wo stoßen bestehende Lösungen heute an ihre Grenzen?
Die aktuelle Thematik der PFAS-freien Produkte trifft auch die Verbindungselemente. So sind die Dichtungen der vorgenannten Blindnietmuttern und Blindnietgewindebolzen auf entsprechend „PFAS-frei“ zu prüfen, wenn gefordert.
Da eine Vielzahl der Anwendungen auch vollautomatisch bearbeitet werden, kommen z.B. Schwingförderer zum Einsatz. Hier besteht die grundlegende Möglichkeit, dass sich ein Dichtring auf dem Schaft der Blindnietmutter verschiebt oder sich sogar im Worst Case komplett löst.
Das war auch der Ursprung der Idee für unsere neueste Entwicklung, die crimpSEAL Blindnietmutter. Eine selbstdichtende Blindnietmutter ohne zusätzliches Dichtmittel.
Was genau sind die Vorteile dieser neuen Verbinderlösung?
Die HONSEL crimpSEAL dichtet ohne zusätzliches Dichtmittel. Somit kann keine Dichtung verloren gehen. Nicht auf dem Transportweg und auch anschließend nicht bei einer automatisierten Verarbeitung. Diese Ausführung ist somit 100% Schwingförderer geeignet.
In der Verarbeitungsposition dichtet die crimpSEAL von oben auf dem Bauteil und in der Bohrung. Sie gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung – ganz ohne zusätzliches Dichtmittel. Weder Dichtringe noch Unterspritzungen sind erforderlich.
Die Alterung eines Dichtmaterials ist nicht zu berücksichtigen und sie ist PFAS-frei - also völlig unbedenklich im Einsatz. Durch das nicht vorhandene Dichtmaterial ist auch keine Temperaturthematik an dieser Stelle zu berücksichtigen.
Welche Anforderungen von OEMs standen im Fokus?
Wie bereits erwähnt, werden die Prüfanforderungen immer umfangreicher und die Automation umfänglicher.
Der Wegfall des Dichtmaterials hat hier enormen positiven Einfluss, da nur das Material der Blindnietmutter und die Oberfläche zu betrachten sind.
Die Optimierung der Automationsfähigkeit ist grundsätzlich im Fokus. So ist neben der Dichtigkeit auch ein runder Schaft und eine Einführfase berücksichtigt. So ist eine Ausrichtung von z.B. Flächen wie bei einer Sechskant-Blindnietmutter zur Bohrung/Stanzung nicht erforderlich.
Wie genau kann man sich die Funktionsweise und Abdichtung vorstellen?
Die Dichtwirkung entsteht durch eine umlaufende Fase, die sich beim Setzvorgang in die Bohrung presst, sowie durch einen unter dem Kopf angeordneten Dichtring, der sich abhängig vom Bauteilmaterial in das Bauteil eindrückt oder oben aufliegend dichtend verformt.
Die Dichtheit wird gemäß HONSEL-NORM TL 6.0.01.0 geprüft und gewährleistet. Ein marktüblicher Dichtigkeitswert nach IPX 7 ist 0,6 cm3/min. Die HONSEL crimpSEAL liegt je nach Material bei 0,04 cm3/min (Beispiel: Stahl).
Wir führen auch Prüfungen an Original-Kundenbauteilen durch.
Wie gestaltet sich der Entwicklungsprozess – von der Idee bis zur Marktreife?
Nachdem wir die Thematik als Projekt aufgenommen und erste Ideen theoretisch geprüft haben, wurde eine einfache Musterfertigung vorgenommen. Diese hat bereits die richtige Vorgehensweise bestätigt. Anschließend wurden weiterführende umfängliche Herstellbarkeitsbewertungen vorgenommen, um die prozesssichere wirtschaftliche Fertigung zu bestätigen. Das aktuelle Produktportfolio ist M5, M6 und M8.
Welche Hürden mussten dabei überwunden werden?
Es ist schön sagen zu können, dass es keine umfänglichen Hürden gegeben hat. Die Idee ist recht schnell geboren und unsere Geschäftsführung hat eben so schnell die erforderlichen Mittel frei gegeben. Dieses dann auch nicht nur für die Entwicklung und Fertigung, sondern auch für zusätzliches Prüfequipment zur Dichtigkeitsprüfung inhouse.
Unsere Werkzeugspezialisten konnten die erforderlichen Neuerungen positiv bewerten und problemlos im Presswerkzeug umsetzen. Die Einrichtung an der Presse hat Fingerspitzengefühl erfordert, war aber auch zu keinem Zeitpunkt ein wirkliches Hindernis.
Welche Vorteile ergeben sich bei der Fertigung und Qualitätssicherung?
Durch den nicht mehr erforderlichen Prozess des Aufsteckens eines Dichtrings oder des Anspritzen einer Dichtung, ergibt sich eine verkürzte Durchlaufzeit und somit eine optimierte Lieferzeit an den Kunden.
Der Prozess für Aufstecken oder Anspritzen ist aus QS-Sicht nicht für jedes Teil neu zu bewerten und bei der abschließenden 100% Kontrolle auf den Aussuchautomaten ist das Merkmal ebenfalls nicht von Nöten.
Im Allgemeinen kann man sagen, dass die bislang erforderlichen erhöhten Prüfumfänge sich reduzieren.
Wie sehen Sie die Zukunft der Verbindungstechnik im Automotive-Bereich?
Der Einsatz von Verbindungselementen im Automotive-Bereich ist nicht wegzudenken. Allerdings werden wir uns u.a. auf noch kürzere Entwicklungszeiten und kniffligere Anwendungen einstellen müssen.
Durch die sich immer weiter ausbauende E-Mobilität reduzieren sich einige Produktbereiche oder fallen möglicherweise ganz weg, die über Jahrzehnte als gegeben hingenommen wurden. Durch neue Einsatzbereiche oder die genannten, erhöhten Dichtigkeitsanforderungen kommen jedoch neue Produkte hinzu.
Berücksichtigen muss man auch, dass die OEMs ihre ZSB immer häufiger bei großen asiatischen Tiers in Europa fertigen lassen, die natürlich ihre schon bestehenden Lieferanten im Fokus haben. Dort müssen wir uns als europäische Lieferanten etablieren und durch Ideen, optimierte Entwicklungszeiten und top Qualität überzeugen.
Es bleibt spannend.
