Montage in Aktion: Befestigungssystem spart Zeit

Ein Befestigungssystem löste das Problem. Das Befestigungselement-Handhabungssystem verwendet einen Entweich- und Blasmechanismus, um die Befestigungselemente einem Aufnahmekopf zuzuführen, wodurch der zeitaufwändigste Teil des vorherigen Vorgangs entfällt. Das Handhabungssystem beseitigte auch das kostspielige Problem, dass Befestigungselemente auf den Boden fallen. Das Systemdesign umfasst einen modularen Vorratstrichter, einen Vibrationswendelförderer und einen integrierten Elektroschrauber.

Rivnut-Befestigungselemente sind Befestigungselemente mit Innengewinde, die von Bollhoff Rivnut Inc. (Kendallville, IN) hergestellt werden und von einem einzigen Bediener in Sekundenschnelle von einer Seite des Werkstücks installiert werden können. Wenn sie angebracht sind, bilden sie sichere Mutterplatten mit sauberen Gewinden für Schraubbefestigungen. Die Befestigungselemente bleiben auch bei wiederholter Montage fest verankert. Sie sind in mehr als 5.000 Größen und Ausführungen erhältlich. Der bei den Sport Utility Vehicles von General Motor verwendete Stil zeichnet sich durch dünnwandige Schäfte aus, die beim Einbau zusammengedrückt werden und große Flansche bilden. Diese Flansche verteilen die Lasten gleichmäßig über eine große Fläche. Dies sorgt für eine hervorragende Auszugsfestigkeit. Zu den weiteren Vorteilen gehören ein großer Griffbereich sowie ein außergewöhnliches Drehmoment und eine außergewöhnliche Gewindefestigkeit.

Diese Befestigungselemente werden in der Automobilindustrie häufig zur Befestigung von Gepäckträgern und anderen externen Komponenten an Pkw- und Lkw-Karosserien verwendet. Sie bieten eine langlebige und kostengünstige Methode zur Befestigung von Hardware. Sie können sicher mit einer Blechkarosserie verschraubt werden, ohne dass ein Zugang zur anderen Seite erforderlich ist.

Um die Trägergestelle anzubringen, trägt ein Bediener normalerweise einen Beutel mit Befestigungselementen entlang der laufenden Montagelinie. Der Bediener zieht einen Verschluss aus dem Beutel, positioniert ihn in einem Sechskantloch und greift nach einem Elektroschrauber. Der Bediener führt dies aus, während er ein Befestigungselement festhält. Anschließend zieht der Bediener das Befestigungselement fest.

In einer typischen Anwendung sind die Bediener auf beiden Seiten des Fahrzeugs mit herkömmlichen manuellen Methoden kaum in der Lage, die Befestigungselemente innerhalb der vorgesehenen Zykluszeit von 50 Sekunden anzubringen. Die Hinzufügung eines zweiten Bedieners auf jeder Seite der Leitung würde die Kosten erheblich erhöhen. Bei diesem Vorgang fallen viele Befestigungselemente auf den Boden. Später werden diese Befestigungselemente zusammengekehrt und weggeworfen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die losen Befestigungselemente am Boden ein potenzielles Sicherheitsrisiko darstellen.

Aus diesen Gründen wurde Classic Design (Troy, MI), ein Systemintegrator, kontaktiert, um einen automatisierten Prozess für die Installation der Befestigungselemente zu entwickeln. Classic Design beauftragte MCI Screwdriver Systems Inc. (Noblesville, IN) mit der Entwicklung des Befestigungssystems. Dale Markgraf, Projektmanager, erklärt: „Wir haben MCI aufgrund ihres Rufs als Problemlöser ausgewählt. Soweit ich weiß, war diese Art von Vorgang noch nie zuvor automatisiert worden, daher wäre auf jeden Fall ein beträchtliches Maß an kreativem Denken erforderlich.“ "

MCI-Ingenieure untersuchten den bestehenden Prozess mithilfe vorhandener Tools von General Motors. Nach der Untersuchung des bestehenden Prozesses entwickelte MCI ein System, bei dem ein modularer Massenzufuhrtrichter Teile einem Polycast-Vibrationsschüsselmechanismus zuführt. Bei einem Vibrationswendelförderer werden die Teile in eine Schüssel gekippt. Die Teile vibrieren dann entlang einer Schiene bergauf zu einem Auslass, wo aussortierte Teile von der Schiene fallen und recycelt werden. Die Bewegung wird so kanalisiert, dass jedes Teil automatisch eine bestimmte Ausrichtung annimmt.

In diesem Fall sollte das Teil am Flansch hängen. Von der Vibrationsschüssel aus werden die Befestigungselemente zu einem Auslöse- und Blasmechanismus geführt.

Die Befestigungselemente werden durch ein flexibles Rohr geblasen, wobei das Flanschende zu einem Handschraubendreher führt. Um diese Aufgabe zu erfüllen, wurden computergesteuerte Empfängerkopfwerkzeuge modifiziert, die eine weitere Reduzierung der Konstruktions- und Herstellungskosten ermöglichten.

Während das Befestigungselement im Aufnahmekopf gehalten wird, positioniert der Bediener das Befestigungselement im Sechskantloch der LKW-Karosserie. Der Bediener drückt dann den Hebel des Fahrers. Der Treiber schiebt den Kopf des Befestigungselements an den Backen des Aufnahmekopfes vorbei. Der Schraubenzieherbolzen wird in das Befestigungselement eingeschraubt und der Drehmomentvorgang beginnt. Der Befestiger komprimiert sich im Dünnwandbereich. Der Mitnehmerbolzen erreicht seinen Tiefpunkt und der Mitnehmer fährt automatisch rückwärts. Dann wird ein weiteres Befestigungselement in den Aufnahmekopf geblasen und der Zyklus wiederholt sich.

MCI änderte seinen standardmäßigen elektrischen Prozess, um dieser ungewöhnlichen Abfolge gerecht zu werden, und arbeitete mit General Motors zusammen, um einen extern montierten Steuerungssatz zu entwickeln, der den Spezifikationen entsprach.

Als das Projekt kurz vor dem Abschluss stand, schlossen General Motors, Classic Design und MCI die Entwicklung des Systems ab. Sie entschieden, dass ein Elektromotor anstelle eines pneumatischen Systems die Zykluszeit verkürzen und weniger Wartung erfordern würde. Durch den geringeren Wartungsaufwand und den geringeren Austausch von Teilen konnten die zusätzlichen Kosten für die Elektromotoren und Überwachungssteuerungen ausgeglichen werden.

„Das neue Befestigungssystem reduzierte die Zykluszeit für die Installation von fünf Befestigungselementen auf etwa zwei Drittel der Zeit, die zuvor für die Installation von vier erforderlich war“, sagt Markgraf. „Befestigungselemente werden jetzt direkt aus dem Vorratstrichter den Löchern zugeführt, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen ist, dass Nietmuttern auf den Boden fallen. Anstatt zusätzliche Bediener einsetzen zu müssen, hat General Motors die Arbeit vereinfacht, sodass sie von einer einzelnen Person ausgeführt werden kann. Schließlich ist die …“ Die hohe Qualität des alten Verfahrens wurde im neuen Verfahren beibehalten.“

Weitere Informationen zu Befestigungssystemen erhalten Sie von MCI Screwdrivers Inc. unter 317-776-1970, www.mci-screwdrivers.com.

Für weitere Informationen zur Systemintegration rufen Sie Classic Design Inc. unter 248-588-2738 an.

Für weitere Informationen zu Verbindungselementen mit Innengewinde rufen Sie Bollhoff Rivnut Inc. unter 877-347-3903 an oder besuchen Sie www.bollhoff-rivnut.com.