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FunktionselementeTechnologie

1Funktionselemente-Technologie........................................................................................................................................................

Dieses Funktionselement
durchstanzt das ungelochte
Blech und mittels Kaltverformung entsteht eine
feste Verbindung.

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Mehr Funktion im Blech
In vielen Branchen werden Bauteile mit Elementen wie
Muttern, Bolzen, Schrauben usw. bestückt, um dort
spezielle Funktionen auszuüben. Diese sogenannten
Funktionselemente werden meistens über Einpress-,
Einstanz-, Niet- oder Clinchvorgänge in die Werkstücke
eingebracht.
Die überwiegend automatisiert durch kalte Fügetechnik herstellbaren Verbindungen sind erheblich kostengünstiger als herkömmliche schweißtechnische Verbindungen, da keine Nacharbeiten notwendig sind, diedurch Verunreinigungen oder Bauteilverzüge entstehen.
Die Verbindungen bieten eine hohe Tragfähigkeit hinsichtlich Drehmomenten und Auspresskräften und die
gleichbleibende Qualität lässt sich durch begleitende
Messverfahren leicht überwachen. Die durchgängige
Dokumentation der Verbindungsparameter schätzen
Anwender weltweit in unterschiedlichsten Branchen.
Die Verwendung von Funktionselementen hat sich bereits millionenfach bewährt und für jedes Element gibt
es ein sicheres, schnelles und kostengünstiges Verfahren.

3Vorteile der Funktionselemente-Technologie........................................................................................................................................................

Vielseitige und flexible Einsatzmöglichkeiten
Funktionselemente gibt es von verschiedenen Herstellern. Sie unterscheiden sich in Funktion, Befestigungsart
sowie in ihren Abmessungen. Die meisten Elemente können mit Einpressvorgängen in gängige Materialien wie
Stahl, Edelstahl, hochfeste Stähle (Mangan-Bor-Stähle),
Aluminium sowie Faserverbundwerkstoffe mit Dicken von0,6 – 10 mm eingebracht werden.

Teile des Funktionselements
Funktionsabschnitt
dient der Funktion des Elements
Befestigungsabschnitt
dient zur Befestigung am Bauteil

Das Einbringen von Funktionselementen mittels Kaltumformung bietet eine Vielzahl von technischen
Vorteilen:

Vorteile: Schnelle Prozesse
 Hohe Positionsgenauigkeit
 Energiesparendes Verfahren Fügen ohne Wärme: Kein Wärmeeinfluss auf das
Werkstück und Element
 Automatische und präzise Überwachung sowie
Dokumentation des Verbindungsprozesses Sehr gute dynamische Verbindungseigenschaften Flexible Positionierung an Bauteilen durch hohe
Zugänglichkeit der Einpresssysteme Großes Anwendungsspektrum

Clinchnietbolzen
Für Bauteile, die gas- oder flüssigkeitsdicht sein
müssen, eignet sich der Clinchnietbolzen ganz
besonders, da beim Einbringen das Blech nicht
durchtrennt wird. Als jahrelanger Patentinhaber derTechnologie dieses Elements ist TOX® PRESSOTECHNIK der perfekte Partner und Experte für die
Verarbeitung von Clinchnietbolzen.
Ausführungen:- Linsenkopf 1- Grobgewinde 2- Regelgewinde 3
Einsatzgebiete:- Stahl 0,8 mm bis 1,2 mm Blechdicke- Aluminium 1,2 mm bis 2,0 mm Blechdicke
Haltekräfte:- Auszugfestigkeit: bis zu 2.200 N- Verdrehmoment: bis zu 20 Nm

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1

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11

17

mm

mm

3

16

mm

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Weißwaren und Unterhaltungselektronik

Medizintechnik
Spoiler/Spoilerbefestigung

Heckklappe/
Kofferraumdeckel

Motorhaube / Fronthaube

Hutablage

Türschweller/
Türdichtungsträger
Einsatz in Heizkörpern und Türzargen

Kotflügel

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Verfahrenskompetenz........................................................................................................................................................

Für jede Anwendung die beste technologische Lösung
Wir bieten die besten technologischen Lösungen und komplette schlüsselfertige Anlagen aus einer Hand. Neben den
gängigsten Verfahren erarbeiten unsere Mitarbeiter auch individuelle Lösungen für Ihre Funktionselemente.

Verfahren ohne VorlochungEinclinchen
Das Element trifft auf ein ungelochtes
Bauteil und wird mit großer Kraft eingepresst, sodass eine form- und kraftschlüssige Clinchverbindung entsteht.

Einstanzen
Die Funktionselemente durchstanzen
die ungelochten Bauteile. Durch Hinterfließen entsteht eine feste, verdrehund auspresssichere Verbindung.

Verfahren mit Vorlochung
Einpressen
Das Funktionselement wird in ein vorgelochtes und gesicktes Bauteil eingepresst. Das Material hinterfließt
den Befestigungsabschnitt des Elements und sorgt für eine formschlüssige
Verbindung.

Einnieten
Das Element wird in ein vorgelochtes
Bauteil eingebracht. In Wechselwirkung
mit der Matrize verformt sich der Befestigungsabschnitt, wodurch eine tragfähige Verbindung entsteht.

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Nachweisbare Prozess-Qualität
Fortlaufende QualitätsüberwachungWesentlicher Vorteil der Einbringung von Funktionselementen durch umformtechnische Fügeverfahren ist die
einfache Qualitätsüberwachung in der Serienproduktion. Durch die fortlaufende Kontrolle des Setzvorgangs
können Abweichungen frühzeitig erkannt werden.
Eine weitere Analyse ist durch Auswertung von Schliffbildern (Schnitt durch das Element) möglich. Die Auspressund Durchzugskräfte sowie die Verdrehfestigkeit lassensich in Versuchen ermitteln.
Vorab-Fügetests im TOX® Technikum
Bereits im Vorfeld einer Zusammenarbeit ermitteln wir
in unserem Labor die effektivste Lösung für Sie. Hier
führen wir Vorversuche mit von Ihnen beigestellten Mustern durch und fertigen Probeteile, die wir testen undanalysieren. Dabei ermitteln wir alle Parameter für Ihre
Anwendung, z. B. die notwendige Presskraft sowie diepassenden Werkzeuge und bestimmen, welche Maschinenausführung für die geplante Fügeanwendungzum Einsatz kommt.
End-Abnahme der Anlagen-Parameter
Vor Auslieferung einer Anlage überprüfen wir deren tatsächlichen Verarbeitungsergebnisse. Dazu erstellen wir
Schliffbilder und analysieren den Fügeprozess sowie die
Haltekräfte der Verbindung und dokumentieren dies ineinem detaillierten Abnahmebericht. Auf diesen Wertenbasiert der Auslieferungszustand der Anlage.

Vorteile

7 mmDurch ein Schliffbild (Schnitt durch das Element) lässt
sich unter dem Mikroskop die Ausformung der Verbindung analysieren und bei Bedarf optimieren.

 Nachweisbare Verbindungsqualität in
Vorab-Tests und in der Serienproduktion
 Messung und Dokumentation der Auspressund Durchzugskräfte sowie der Verdrehfestigkeit Dokumentation der Verbindungsqualität Anfertigen von Vorserienmustern7

Systemkompetenz........................................................................................................................................................

Die Technik zum Einbringen von Funktionselementen
TOX® PRESSOTECHNIK bietet Ihnen durch jahrzehntelange Erfahrung das kompetente System-Know-how.
Unabhängig vom Hersteller Ihrer Funktionselementekönnen wir aus einer Vielzahl von Komponenten und
Modulen ganz individuell das passende System anbieten. Ihre kundenspezifischen Anforderungen werden bis
ins Detail erfüllt und alle Komponenten dank unseres
Baukastenprinzips aufeinander abgestimmt.

Stationäre TOX® Zange
Setztechnik und Werkzeuge 1
Wir ermitteln für jedes Element die passende Setztechnik. Kernstücke sind der Setzkopf und die Matrize.

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Bügel 2Auftretende Kräfte werden von einem Bügel (bei Zangen oder Pressen) oder von den Säulen einer Säulenpresse aufgenommen.
TOX® Antriebe 3
Die zum Einbringen der Elemente erforderlichen Kräfte
werden von elektromechanischen Servoantrieben oderpneumohydraulischen Kraftpaketen erzeugt.

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1

Stationäre TOX® Zange
mit Setztechnik für
Funktionselemente

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TOX® Elementzuführung

TOX® Steuerung und
Prozessüberwachung4.........................
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Kunde
Netzwerk

TOX® Elementzuführung
TOX® FeedingUnit 4
Die Bereitstellung der Elemente erfolgt durch eine kompakte Einheit. Sie besteht aus einem Bunker (bevorratet
die Elemente), einem Vereinzler (sortiert die Elemente
und bringt sie in die richtige Lage) und einer Einschusseinheit, die das Element zum Setzkopf befördert.

TOX® Steuerung und
Prozessüberwachung 5
 Von Fremdimpuls- bis zu kompletter SPSSteuerung inklusive Sicherheitstechnik Multi-Technologie-Steuerung für sämtliche Prozesse
 Monitoring der Prozesseigenschaften undAnlagenparameter9Systemkompetenz........................................................................................................................................................

Automatische Elementzuführungen bei Zangensystemen
Stationäres BlowFeed-System
Die Elemente werden mittels Schlauch direkt an den
Setzkopf transportiert. Ein
Roboter positioniert das
Werkstück an der verarbeitenden Maschine und das
Element wird gesetzt.

Robotergeführtes BlowFeed-System
Die Elemente werden mittels Schlauch direkt an den
Setzkopf an einer Zange
transportiert. Ein Roboter
bewegt die Zange an das
Werkstück und die Elemente werden dort gesetzt.

DockFeed-System (Magazin)
Die Elemente werden mit
einem Schlauch zu einer
Beladestation befördert. Zu
dieser bewegt ein Roboter die Zange, die dort ihr
Magazin mit Elementen befüllt. Der Roboter bewegt
die Zange zum Werkstückund die Elemente werden
gesetzt bis das Magazinleer ist.

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Vorteile
 Einfacher Aufbau Sicher und zuverlässig
 Kostengünstig

Vorteile Für große Werkstücke Sicher und zuverlässig
 Schnell

Vorteile Für Systeme mit wechselnden Anwendungen Flexibel Schlauchloser Roboterbetrieb

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Ausführungen
Bei Anlagen zur Verarbeitung von Funktionselementen
sind unterschiedliche Grundausführungen möglich.
Entscheidende Auswahlkriterien sind unter anderem
die Integration in eine Produktionslinie, die optimale Zuführung, die gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit oderdie Größe der Bauteile.
Stationäre Zange
Zur Integration in Maschinen und Vorrichtungen bieten
sich stationäre Maschinenzangen an. Das Werkstück
wird dieser Anlage mit dem Roboter zugereicht, unddas Element wird mit der Zange gesetzt.
Roboterzange
Die Zange wird von einem Roboter geführt. Hierbei erfolgt die Zufuhr der Elemente entweder per Dockingüber eine Befüllstation oder direkt über einen Förderschlauch.

Handzange
Für eine Kleinserienfertigung eignet sich eine Handzange. Sie kann mittels Förderschlauch, einem Magazinoder Handbeladung mit Elementen versorgt werden.
Presse / Maschine
Maschinen können als vollautomatische, halbautomatische oder auch als reine Handarbeitsplätze ausgelegt
werden. Die Werkstücke werden manuell in die Maschine geladen. Diese Maschinen werden an vielfältige Anforderungen angepasst.
TOX® PRESSOTECHNIK ist von der BG für den Bau
sicherer Handarbeitsplätze zertifiziert.

Ausführungen

Roboterzange

Maschine

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Komponenten........................................................................................................................................................

TOX® Setzköpfe
Die Funktionselemente stellen je nach Form und Funktion spezielle Anforderungen an die Setztechnik und vor
allem an den Setzkopf. TOX® PRESSOTECHNIK kanndank langjähriger Erfahrung und der Möglichkeit vonLaborversuchen für jeden Anwendungsfall den passenden Setzkopf auswählen und entwickeln.
Der konstruktive Aufbau der Setzköpfe wird der Art derZuführung, der Einbringung, Presskraft und Antriebsvariante angepasst. Auch die möglichen Setzrichtungen(frei, senkrecht von oben, senkrecht von unten, etc.)
sind mit unterschiedlichen Konstruktionen möglich.

Vorteile Magazin und Setzkopf als integrierte Lösung
 Prozesssichere Vereinzelung der Elemente Schlankes Werkzeugdesign bei beengten
Zugänglichkeiten
 Wartungsfreundlicher Aufbau
 Hohe Führungsgenauigkeit
 Verschleißarme Bauteile

Ausführungen
TOX® Setzkopf
für Muttern

TOX® Setzkopf
für längliche Bolzen

TOX® Setzkopf
für Clinch-Elemente

Individuell angepasst für spezielle
Muttern, die in Dickbleche eingestanzt werden. Ein zusätzlicher
Hub entfernt den Stanzbutzen.

Verarbeitet vereinzelt zugeblasene Elemente mit einem Eigenhub,
der die Elemente sicher im Setzstift hält und für die Übertragung
der notwendigen Presskraft sorgt.

Für Elemente, die einzeln zugeblasen, quergeschoben und in
einer Abwärtsbewegung in das
Bauteil geclincht werden.

TOX® Matrizen

Förderschläuche

Die Matrize ist das entscheidende Gegenstück zum
Setzkopf und stellt die korrekte Ausformung der Verbindung sicher.

Zum Setzkopf werden die Funktionselemente mittels
Förderschläuchen transportiert. Entsprechend der Elementform sind sie rund, rechteckig oder profiliert.

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TOX® FeedingUnit
Die TOX® FeedingUnit beherbergt die Sortier- und Zuführtechnik und sorgt für eine sichere und zuverlässige
Zuführung der Elemente. Die Einheit befindet sich ausserhalb einer Roboterzelle und kann somit direkt vom
Bediener befüllt werden. In der TOX® FeedingUnit befinden sich:
Bunker: Er ist der Ausgangspunkt des Systems undbevorratet größere Mengen von Elementen. Von hiergelangen die Bolzen, Muttern oder Schrauben in den
Fördertopf.
Fördertopf: Dieser sorgt für die lagerichtige Sortierung
und gibt die Elemente an den Vereinzler / die Einschusseinheit weiter.

Vereinzler / Einschusseinheit:
Die sortierten Elemente werden hier vereinzelt und mit
der Einschusseinheit an den Setzkopf befördert. Die
Zuführung an den Setzkopf erfolgt in den meisten Fällen
durch Blasluft über Formschläuche.

Bunker

Die TOX® FeedingUnit kann dank unseres Baukastensystems an das jeweilige Element und den gewünschten Verarbeitungsprozess angepasst werden. Auch die
Gestaltung der Kulissen und Schleusen zur Vereinzelung stimmen wir genau ab, ohne dass eine händische
Nachbearbeitung nötig ist.

Fördertopf

Vereinzler / Einschusseinheit

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Komponenten........................................................................................................................................................

Flexible Steuerung für die integrierte Produktion
Flexible Multi-Technologie-Steuerung
Ein System mit vielen Möglichkeiten: Unsere MultiTechnologie-Steuerung regelt und kontrolliert alle Funktionen. Sie ist antriebsunabhängig und kann für jedes
Technologieverfahren eingesetzt werden. Wenn ein Roboter die Zange tauscht, erkennt das System die Parameter und es kann sofort weitergearbeitet werden. Das
bedeutet ein Höchstmaß an Flexibilität.

TOX® Multi-Technologie-Steuerung
TOX® Clinchen

NietenErgänzend ermöglicht die intuitiv zu bedienende HMISoftware eine einfache Installation und Bedienung derAnlage – klar strukturiert und international verständlich.

Funktionselemente
einpressen

Vernetzte Produktion
Dank zahlreicher Schnittstellen lässt sich eine TOX® Anlage ausgezeichnet in ein Firmennetzwerk integrieren.
Die Systemkomponenten kommunizieren mittels Feldbus miteinander. Die dort anfallenden Daten ermöglichen es, die Prozesse laufend zu überwachen und zu
verbessern. Rückmeldungen aus dem Produktionsprozess können für Optimierungen der Technologieparameter verwendet werden. Unnötige Wartungsarbeiten
und Stillstandszeiten lassen sich dank vorausschauender Wartung vermeiden.

Vorteile
 Eine Steuerung für unterschiedliche Technologien Import von Prozessparametern aus Kundendaten
 Autokonfiguration von Systemkomponenten
 Condition Monitoring: Erfassung von Betriebsstunden, Wartungszählern, Werkzeugdaten u. v. m.
 Preventive Maintenance verhindert Ausfallzeiten
 Dynamische Prozessüberwachung Zahlreiche Schnittstellen zum Anschluss von Peripheriegeräten (z. B. Messsensorik, Fördertechnik u. v. m.)
 Netzwerk-Kommunikation z. B. OPC UA / MQTT

Prozessüberwachung
Die Qualitätsparameter der
Funktionselementprozesse
können überwacht und dokumentiert werden.

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TOX® HMI
Steuerung und
Prozessgerät

Kunde
Netzwerk

Sensorik
Mit optionalen Sensoriksystemen werden Füllstände,Prozessfortschritte aber auch
Qualitätsmerkmale der zu verarbeitenden Elemente überprüft und angezeigt.

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Bügel und Säulen
Die beim Einpressen auftretenden Kräfte werden von
Bügeln oder von den Säulen einer Säulenpresse aufgenommen. Bei der Auslegung werden Störkonturen,
Bauteilzugänglichkeit, Gesamtgewicht, Arbeitseinsatz
und Arbeitssicherheit berücksichtigt.

Zangenbügel

Pressenbügel

Bügel
Bei Zangen und Pressen kommen verwindungssteife
Bügel zum Einsatz. Auf die jeweiligen Anforderungengehen wir mit Standardbügeln oder mit individuellen
Konstruktionen ein.
Säulenpressen
Säulenpressen sind besonders bei Mehrpunkt-Werkzeugen sinnvoll. Unabhängig von ihrer Dimension weisen sie stets die gleiche Präzision und gute Handhabung auf.

Säulenpresse

TOX® Antriebe
Zum Einbringen von Elementen bedarf es großer Kräfte.
Die notwendigen Presskräfte werden von elektromechanischen Servoantrieben oder pneumohydraulischen
Kraftpaketen erzeugt.
TOX® ElectricDrive
Die modularen elektromechanischen Servoantriebssysteme erzeugen Presskräfte von bis zu 1000 kN.
TOX® Kraftpaket
Der starke pneumohydraulische Antrieb, der bereits
weltweit in Tausenden von Maschinen im Einsatz ist. Erhältlich mit Presskräften von 2 – 2000 kN. Für das Einbringen von Einstanzmuttern gibt es eine spezielle Version (Typ X-KSD) zur Vermeidung des Schnittschlags.

Weitere Komponenten
Informationen zu weiteren Komponenten wie Steuerungen,
Bauteilaufnahmen,
Sicherheitseinrichtungen und Zubehör erhalten Sie auf unserer Website
www.tox.com.

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Kundenindividuelle Lösungen........................................................................................................................................................
TOX® PRESSOTECHNIK gestaltet Prozessketten wirtschaftlicher – durch Sonderanlagen, intelligente Montagesysteme und vollautomatische Zuführungen mit
integrierten Zusatzfunktionen. Wir verfügen über langjährige Erfahrungen und umfassendes Know-how in der
Entwicklung und Konstruktion dieser Systeme.
Stets haben wir die hohe Effizienz der späteren Prozesskette im Blick und stellen die Bedürfnisse des Kunden in den Mittelpunkt unseres Handelns. Es ist unser
Anspruch, den besten Weg zu finden, um Fertigungsprozesse entsprechend den Anforderungen unserer
Kunden zu optimieren.
Deshalb entstehen unsere Maschinen in enger Zusammenarbeit mit den Kunden und unseren Projektleitern.
Nach der Fertigstellung ist unser Serviceteam jederzeit
schnell und zuverlässig einsatzbereit.

Bedarf ermitteln
Eine ausführliche Beratung ist bei uns die Basiseines jeden Konzepts – bei Sondermaschinen wie
auch Produktionsanlagen. Mit viel Erfahrung undhohem Sachverstand erfassen wir die Rahmenbedingungen, ermitteln die notwendigen Komponenten und skizzieren ein erstes Anlagen-Layout.
In unserem Labor können wir dazu parallel Bemusterungsversuche mit originalen Materialien, Bauteilen und Elementen durchführen.

Entstehungsprozess
Das konkrete Anlagenkonzept geht in unsere
Konstruktion, die das Maschinenlayout erstellt und
Detailzeichnungen für die Produktion generiert. Die
Komponenten werden nach Plan gefertigt oder beschafft und die Anlage montiert. Abschließend erfolgt die Installation der Elektrik und das Einrichten
der Steuerungskomponenten.

Inbetriebnahme
Nach Fertigstellung wird die Maschine probegefahren. Wenn alles den Anforderungen und der Planung entspricht, erfolgt die Abnahme inhouse – auf
Wunsch auch mit dem Kunden. Nach der Auslieferung, dem Aufstellen und Anschließen der Anlage
begleitet unser Fachpersonal die Inbetriebnahme.

After Sales
Das Bedienpersonal wird ausgiebig geschult. Entweder bei uns im Haus oder vor Ort an der Originalmaschine. Oft begleiten wir auch die anfängliche
Produktion und stehen mit Rat und Tat zur Seite.
Wenn alles bestens läuft, stehen nur noch regelmäßige Wartungsaufgaben an.

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Einsatzbeispiele........................................................................................................................................................

Stationäre Zangenzum Einpressen von selbststanzenden Muttern.

4-Säulen-Presse
mit Mehrfachwerkzeug
für Karosserieteile.

Maschine mit vier C-Bügeln
als Handarbeitsplatz im Automobilbau zum Einnieten von Muttern ineine vorgelochte Scharnierverstärkung.

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Stationäre Anlage
zum Einpressen vonStanzmuttern in
Achsträger.

Stationäre Anlage
zum Einpressen vonStanzbolzen in ungelochte
Bauteile.

Maschine mit C-Bügeln
als Handarbeitsplatz im
Automobilbau zum Einbringen
von Gewindenietbolzen in
ein Frontklappenteil.

4-Säulen-Presse als Handarbeitsplatz, mit der Massebolzen in das ungelochte
Radhaus eines PKW‘s eingenietet werden.

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TOX® PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG
Riedstrasse 488250 Weingarten / Deutschland
Ihre Ansprechpartner finden Sie unter:
www.tox.com
840180 / 85.202309.de Änderungen vorbehalten.

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