Eine Schraubaufgabe lässt sich nur dann prozesssicher ausführen, wenn mit hochgenauen Schraubwerkzeugen gearbeitet wird und der Schrauber optimal zur Anwendung passt. Bei der Auswahl sind daher verschiedenste Kriterien zu beachten – von Flexibilität über Prozesssicherheit bis hin zu Drehmomentgenauigkeit, Betriebsdatenerfassung, Dokumentationspflicht, Investitionsbedarf, Betriebskosten, etc. Um die notwendigen Anzugsparameter und Lösungsansätze zu erfahren, eignet sich eine umfangreiche Schraubfallanalyse.
Bei der Schraubfallanalyse dreht sich alles um die Frage nach dem idealen Drehmoment, nach der zu wählenden Drehzahl und nach dem passenden Schraubwerkzeug für die jeweilige Anwendung. Der Deprag-Anwendungstechniker Tobias Dirrigl erklärt: „Um herauszufinden, wie ein Bauteil idealerweise verschraubt wird, muss es zerstört werden. Wir schrauben bewusst mit übergroßem Drehmoment ein, bis Schrauben oder Bauteile zu Bruch gehen. Nur so lässt sich das Überlastmoment ermitteln.“ Anhand von Originalbauteilen wird dieser Vorgang so oft wiederholt, bis ein zuverlässiges Ergebnis erreicht wird.
Durch das Eindrehen der Schraube entsteht Reibung, die von der Geometrie des Verbindungselements aber auch vom Material des Bauteils abhängt. Diese Reibung verändert die Beziehung zwischen Drehmoment und erreichter Vorspannkraft und ist eine der großen Unbekannten bei der Festlegung geeigneter Anzugsparameter. Der Techniker im Labor kommt ihr auf die Spur, indem er die eingedrehte Schraube löst und erneut anzieht. Vergleicht er den Kurvenverlauf des Drehmoments beim ersten und zweiten Schraubvorgang, erkennt er mögliche Reibungsverluste.
Auch Setzerscheinungen werden ermittelt, die zum Beispiel auftreten, wenn ein Motor über eine Silikondichtung an die Pumpeneinheit montiert wird. Selbst wenn das Anzugsdrehmoment so ausgelegt wurde, dass die notwendige Vorspannkraft erreicht wird, geht diese durch das „Setzen“ des Silikons nach und nach verloren. Die Folge: die Pumpe ist undicht. Bei einer derartigen „weichen Verbindung“ zieht der Techniker im Testlabor die Schraube zunächst bis zum ermittelten Anzugsdrehmoment an und nach einer gewissen Zeit erneut nach. Das „Weiterdrehmoment“ gibt nun Aufschluss über Setzerscheinungen und ihre Auswirkung auf die Vorspannkraft. In solchen Fällen wird von den Anwendungstechnikern empfohlen, die Verschraubung in zwei Phasen vorzunehmen.
Es gibt aber auch noch andere anwendungsspezifische Besonderheiten: Werden beispielsweise zwei Bleche miteinander verschraubt, deren Bohrungen nicht ganz deckungsgleich sind, wird zunächst ein hohes Drehmoment benötigt, um die Bleche passgenau aufeinander zu bewegen. Liegen die Bohrungen zum Ende des Schraubprozesses übereinander, reicht ein niedriges Drehmoment für den Endanzug aus. Beim Verschrauben mit gleichbleibend hohem Drehmoment würde bei dieser Schraubaufgabe ungewollt das zerstörende Überlastmoment erreicht, Schrauben oder Bauteile verformt werden. Auch hier fördert die Schraubfallanalyse die Problematik zu Tage und legt prozesssichere Parameter und Sequenzen fest.
Auch bei der Auswahl des optimalen Anzugsverfahrens ist die Schraubfallanalyse von Bedeutung: Bei der Direktverschraubung von Metall- oder Kunststoffbauteilen mit gewindeformenden oder -schneidenden Schrauben können variierende Eindrehmomente auftreten. Die Verwendung eines drehmomentgesteuerten Anzugsverfahrens führt dann auch bei höchster Abschaltgenauigkeit zu Schwankungen in der resultierenden Vorspannkraft. Dem entgegen wirkt das adaptive Schraubverfahren Deprag "Clamp Force Control" (CFC), indem es den Drehmomentverlauf während des Eindrehprozesses auswertet und den Zeitpunkt der Kopfauflage erkennt. Ein Differenzmoment (oder Differenzwinkel) ausgehend von der Kopfauflage erlaubt eine deutlich bessere Konstanz der Vorspannkraft.
Am Ende umfassender Versuchsreihen steht die Empfehlung für den Hersteller, welche Schraubparameter und welches Schraubwerkzeug sich am besten für die Anwendung eignen. Neben den Einbauschraubern für Industrieanlagen liegt ein Schwerpunkt auf den Handschraubern für die industrielle Serienproduktion. Die Schrauber lassen sich mit Deprag-Messtechnik kombinieren oder mit den bewährten Schraubenzuführsystemen ergänzen. Anwendungstechniker Tobias Dirrigl ist sich sicher: „Für jeden Schraubfall finden wir die passende Lösung.“
Neben den bewährten Druckluftschraubern, umfasst das umfangreiche Portfolio von Deprag eine Reihe ausgezeichneter elektronisch betriebener Schrauber. Ein Höchstmass an Prozesssicherheit für die industrielle Produktion am Handarbeitsplatz bietet laut Hersteller der sensorgesteuerte "Minimat-EC"-Servo-Schrauber, den ein zuverlässiger und wartungsarmer bürstenloser EC-Motor antreibt. Mit dieser Antriebstechnik und der zugehörigen Steuerung wird laut Deprag maximale Flexibilität auch am Handarbeitsplatz erzielt. Alle wesentlichen Prozessparameter werden an der Steuerung eingestellt, überwacht und dokumentiert. Es lassen sich sogar mehrere unterschiedliche Drehmomente in einem Montagetakt realisieren.
Deprag: axnum.ch