Unter dem Namen RIVTAC hat die Bielefelder Böllhoff Gruppe ein Fügeverfahren entwickelt, das bereits heute auf die künftigen Anforderungen der Automotive-Branche zugeschnitten ist. Ihre „Feuertaufe“ bestand die neue Technik bei der vieldiskutierten „Light Car“-Studie, die auf dem jüngsten Genfer Autosalon zu sehen war. Spätestens in zwei Jahren soll RIVTAC Einzug in die Serienfertigung halten.

EDAG Projekt „Light Car“ für das Elektrofahrzeug von morgen, gefügt durch das von Böllhoff entwickelte Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen RIVTAC mit 400 Bolzen. (Bilder: © Böllhoff Gruppe, Bielefeld 2010)

EDAG Projekt „Light Car“ für das Elektrofahrzeug von morgen, gefügt durch...

Für das Auto der Zukunft existieren unterschiedliche Denkansätze. Ein Konzept stammt aus der Feder der EDAG Gruppe, renommierter Entwicklungspartner der Automobilindustrie. Mit an Bord des elektrogetriebenen „Light Car – Open Source“ auch die Böllhoff Gruppe als einer von insgesamt acht Technologieträgern des zukunftsgerichteten Projektes. Mit der Studie sollte ein automobiler Blick in die Zukunft geworfen werden: auf neue Werkstoffe, auf neue Antriebs-, Innenraum- und Lichtkonzepte – aber eben auch auf zukunftsorientierte Verbindungstechnologien. Denn neue Werkstoff- und Konstruktionsprinzipien erfordern entsprechend innovative Verbindungen. Eine Herausforderung, auf die das Bielefelder Familienunternehmen Böllhoff traditionell kompetente Antworten gibt.

Dass RIVTAC beim „Light Car – Open Source“ zum Einsatz gekommen ist, hat gute Gründe. „Das Automobil der Zukunft wird wesentlich durch den Einsatz einer Vielzahl von Werkstoffen und Materialkombinationen oftmals in flexibler Profilbauweise geprägt sein“, meint Dr. Torsten Draht, Projektmanager Forschung und Entwicklung der Böllhoff Gruppe. Und dabei „stoßen traditionelle Verbindungsverfahren schnell an technische oder auch an wirtschaftliche Grenzen.“

Neues mechanischen Fügeverfahren

Vor diesem Hintergrund hat Böllhoff mit RIVTAC ein völlig neues mechanisches Fügeverfahren entwickelt, bei dem ein nagelähnliches Hilfsfügeteil auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und in die nicht vorgelochten Fügeteile eingetrieben wird. Dabei verdrängt

Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen RIVTAC für Verbindungen von Aluminium, Stahl und Faserverbundwerkstoffen auch in Mischbauweise ohne Vorloch-Operationen.

Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen RIVTAC für Verbindungen von Aluminium, Stahl...

der spitze Setzbolzen den Werkstoff, ohne dass ein Butzen entsteht. Wichtige Voraussetzung für das Hochgeschwindigkeitsfügen: Die Fügeteile müssen über eine ausreichende Steifigkeit verfügen, damit sie den Eindringimpuls des Bolzens ohne große Verformungen aufnehmen können.

Weil im Karosseriebau der Anteil geschlossener Profile kontinuierlich steigt, wächst auch das Interesse an RIVTAC. So sind beim „Light Car“ insgesamt rund 400 RIVTAC Bolzen eingesetzt worden. Schließlich basiert das Zukunftsauto auf einem Profilrohrrahmen aus Stahl und Aluminium, der mit Bauteilen aus Aluminium und faserverstärkten Kunststoffen beplankt ist. Besondere Herausforderung dabei: Zum einen sollen die häufig wärmebehandelten Profile wärmearm gefügt werden, damit die Werkstoffeigenschaften erhalten bleiben. Zum anderen sind die Teile in der Regel nur einseitig zugänglich. Und – last but not least – wollen die Konstrukteure mit Blick auf die Kosten möglichst mit nur einem Arbeitsgang ohne Vorlochen auskommen.

„Innovationsfähigkeit und Kundennähe sind zu entscheidenden Wettbewerbsfaktoren geworden“, sagt Dr. Torsten Draht. Fortschritt und enge Dialoge mit dem Kunden versteht Böllhoff als Antrieb in der gemeinsamen Wertschöpfungskette. So gelingt es der „Ideenschmiede“ immer wieder, neue Werkstoff- und Konstruktionsprinzipien auf Anwenderseite frühzeitig in neue Produkte und Lösungen umzusetzen. So auch mit dem innovativen Hochgeschwindigkeitsfügen.

Prozesssicher verbinden

In der Automobilindustrie kommt die Profilbauweise wegen ihrer hohen Flexibilität zunehmend zum Einsatz. Traditionelle Verfahren stoßen aufgrund der damit häufig verbundenen einseitigen Zugänglichkeit nach Stand der Technik schnell an ihre Grenzen. Als Alternativen bleiben das Direktverschrauben und das Blindnieten. RIVTAC kann im direkten Vergleich ohne Vorlochoperation und ohne hohen Positionieraufwand eingesetzt werden. Beim Hochgeschwindigkeitsfügen lassen sich sogar hochfeste Teile und Profile von über 1.000 MPa Festigkeit oder auch Mehrlagenverbindungen prozesssicher verbinden, und zwar mit ausgesprochen guten Festigkeitseigenschaften. Zudem lässt sich das Bolzensetzen ideal mit der Klebetechnik verbinden. So verhindert die hohe Geschwindigkeit, mit der der Setzbolzen die Werkstoffe durchdringt, dass sich der Klebstoff unkontrolliert verteilen kann.

Dafür sorgt die kurze Fügezeit, die nach Angaben von Dr. Torsten Draht, deutlich unter einer Sekunde liegt. Damit ist das Verfahren um ein vielfaches schneller als beispielsweise das Direktverschrauben. Beeindruckende Taktzeiten – mit entsprechend attraktiven Potenzialen zur Kostensenkung. Böllhoff arbeitet zielgerichtet weiter für diesen Trend des Hochgeschwindigkeitsfügens und sieht sich für einen breiten Einsatz bestens gerüstet. Bereits heute hat das Unternehmen die notwendigen Werkzeuge für robotergeführte Automationsanlagen entwickelt und ist bereit für den zukünftigen Serieneinsatz bei innovativen Karosseriebauweisen.

EDAG Projekt „Light Car“ für das Elektrofahrzeug von morgen, gefügt durch das von Böllhoff entwickelte Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen RIVTAC mit 400 Bolzen. (Bilder: © Böllhoff Gruppe, Bielefeld 2010)

Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen RIVTAC für Verbindungen von Aluminium, Stahl und Faserverbundwerkstoffen auch in Mischbauweise ohne Vorloch-Operationen.

Die Anbindung der Al-B-Säule und des Al-Hinterwagens an den Stahlprofil-Schweller weist einen Werkstoffwechsel auf, dieser Materialmix wurde mit RIVTAC und Kleben gefügt.

Gefügt durch RIVTAC Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen wurden Beplankungsbauteile wie die Spritzwand aus CFK/Aluminium-Blech, der Boden und die Rücksitzbank aus Al-Blech sowie 4 CFK-„Knotenbleche“ im Dachrahmen.

Werkzeug für RIVTAC Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen an robotergeführten Automationsanlagen.

Hybrid-Verbindung CFK-Aluminiumprofil mit Klebstoff durch RIVTAC Bolzensetzen.