Heute schon an morgen denken: Lösungen für schraubgerechte Konstruktionen

Investition mit hoher Rendite

Schraubgerechte Konstruktionen erfordern ein tiefes Verständnis dieser speziellen Materie und bedürfen einer interdisziplinären Kooperation. „Die frühe Zusammenarbeit von Konstruktion, Montage, Schrauben- und Werkzeugherstellern kann den gesamten Schraubprozess auch bei großen Schraubenabmessungen deutlich verbessern“, weiß Ulrich Oehms, Technischer Leiter der HYTORC-Seis GmbH. Das anfangs investierte Know-how zahlt sich im späteren Maschinenleben vielfach aus: Eine optimal ausgelegte Verschraubung erhöht signifikant die Sicherheit und Zuverlässigkeit, reduziert Gewicht und Kosten und spart wertvollen Bauraum. Zudem – und dieses Argument gewinnt zunehmend an Bedeutung – verringert eine schraubgerechte Konstruktion den Wartungsaufwand erheblich. Auch der ungeliebte Einsatz von Spezialwerkzeug, kostspielig und schwer verfügbar, kann durch eine vorausschauende Planung der Schraubstellen weitgehend vermieden werden.

 

Rettung bei Platznot

Schraubgerechte Konstruktionen erfordern jedoch nicht nur konstruktives Know-how, sondern auch ein fundiertes Wissen über Werkzeuge und deren Einsatz bei der Montage bzw. Demontage der Maschinen. „Bei Verschraubungen ab M24 erwartet uns eine weitere Herausforderung: Die zum Anziehen erforderlichen hochmomenten Schraubwerkzeuge verfügen über einen Reaktionsarm – und der darf während des Schraubvorgangs seine Position keinesfalls ändern“, so Oehms. Jedes Abrutschen würde die Sensorik moderner Schrauber als Drehwinkel messen oder beim streckgrenzgesteuerten Anziehen (SGA) möglicherweise als Erreichen der Streckgrenze fehlinterpretieren – mit fatalen Folgen für die Sicherheit der Verschraubung. Das leidige Problemfeld „Reaktionsarm, Abstützung – wohin damit?“ wird daher oft zur Herausforderung. HYTORC löst dies elegant durch den Einsatz der verdrehsicheren Unterlegscheiben aus dem eigenen Zubehörprogramm. Die Hytorc-Washer macht den Reaktionsarm und somit das externe Abstützen beim Anziehen und Lösen von Schraubverbindung überflüssig. Die BackUp-Washer unterbindet ein Mitdrehen der Schraube, wodurch sich die potentiell riskante Verwendung von Gegenhalteschlüsseln erübrigt. Mit den diesen Unterlegscheiben können nahezu alle Anwendungen optimiert werden. Sie erhöhen die Vorspannkraft, reduzieren die Streuung der Vorspannkraft, verringern deutlich das Lösemoment und verbessern erheblich die Arbeitssicherheit. Und nicht zu vergessen: Sie sind jederzeit nachrüstbar.

 

SGA-Verschraubung als Schlankheitskur

400 kg Nutzlastgewinn gegenüber dem Vorgängermodell erzielte Liebherr bei der Autobetonpumpe 50M5XXT. Optimal ausgelastete Schraubverbindungen lautet das den Leichtbau fördernde Rezept, das die Konstrukteure dem neuen Modell verordnet haben. Die Einführung des streckgrenzgesteuerten Anziehverfahrens erlaubte es Liebherr, die Schraubengröße am Kugeldrehkranz der Betonpumpe von bisher M30 auf M24 zu reduzieren. Das komplette Bauteil konnte dadurch erheblich schlanker und leichter konstruiert werden. Kilo für Kilo summierten sich die Einsparungen durch die radikale Umsetzung einer schraubgerechten Konstruktion zu einem gewichtigen Wettbewerbsvorteil. Damit derart hoch ausgelastete Schraubverbindungen auch hinsichtlich der Sicherheit höchste Ansprüche erfüllen, muss die Montage äußerst sorgfältig erfolgen. Hierfür müssen nicht nur die Konstrukteure, sondern auch die Monteure über eine spezielle Qualifikation verfügen. Ebenso unverzichtbar ist eine intensive fallspezifische Beratung durch erfahrene Verschraubungs-Profis und natürlich geeignetes High-Tech-Werkzeug. Die Eco2TOUCH ist so eine zukunftsweisende Schraubprozesssteuerung, bestens gerüstet für sicherheitskritische und funktionskritische Schraubverbindungen. Während des Anziehvorgangs kontrolliert, dokumentiert und archiviert Eco2TOUCH alle Prozessparameter wie Drehmoment, Drehwinkel, Längung sowie Druck.

 

Passiert häufig: praxisfremde Konstruktionen

„Oft wird bei der Optimierung der Schraubverbindung in Richtung Vorspannkraft die Montage vernachlässigt und die Demontage vollständig vergessen“, sagt Oehms. Das Unverständnis für praktische Belange reicht soweit, dass die Schrauben so dicht an Störkanten konstruiert werden, dass noch nicht mal eine Standardnuss aufgesetzt werden kann, vom Werkzeug ganz zu Schweigen. Die in einigen Unternehmen existierenden Konstruktionskataloge können das Problem zwar mildern, sind aber werkzeugtechnisch selten auf dem aktuellen Stand. Die größte Krux: Fast immer bleibt das Reaktionsmoment unberücksichtigt. Wenn Drehmomente von bis zu 100.000 Nm und mehr prozesssicher aufgebracht werden sollen, muss das Werkzeug sicher abgestützt werden können. Entsprechend schraubgerecht zu konstruieren, muss gelernt sein – oder die Unternehmen holen sich Rat und Tat von externen Verschraubungs-Spezialisten ins Haus.

 

Ratsam: Unterstützung vom Profi

Zusammen mit der rasant fortschreitenden technischen Entwicklung wachsen auch die Anforderungen an schraubgerechte Konstruktionen. Ohne auf Verschraubung spezialisierte Fachkräfte schleichen sich schnell Fehler ein, die lästig, teuer und schlimmstenfalls tödlich sein können. In Verschraubungsfragen auf Nummer sicher gehen Unternehmen, die sich Hilfe holen in Form einer professionellen Schraubfallanalyse. Anbieter wie die Akademie der Schraubverbindung (AdSV) beginnen bereits in der Konstruktionsphase mit der Beratung zur Wahl des geeigneten Montageverfahrens. Die Spezialisten untersuchen bei ihrer Analyse nicht nur technische und normative Aspekte, sondern berücksichtigen auch das Qualifikationsniveau der Mitarbeiter, das erhebliche Einflüsse auf die angestrebte Prozessstabilität hat. „Auf der Basis von 30 Berufsjahren Erfahrung kann ich die professionelle Schraubfallanalyse nur empfehlen. Setzt ein Unternehmen alle Empfehlungen der Verschraubungsexperten um, ist das Ergebnis ein sicheres Produkt. Das hebt nicht nur die Qualität der Maschinen und Anlagen, sondern fördert auch das positive Image der Marke“, so Oehms.