Die Schraubmontage ist das Fundament der industriellen Fertigung und beeinflusst Qualität und Leistung unmittelbar. Doch Materialvariationen, menschliche Fehler und die Grenzen herkömmlicher Werkzeuge erschweren das präzise Arbeiten. Wie kann also eine perfekte Verschraubung erreicht werden, wenn überhaupt?
Herausforderungen des traditionellen Verschraubens
Manuelle Fehler bei Schraubvorgängen
Um eine Verschraubung auszuführen, müssen die Bediener sorgfältig die richtige Schraube auswählen, das passende Drehmoment einstellen und ein Gleichgewicht zwischen Über- und Unterziehen finden. Jede Abweichung kann das Schraubergebnis negativ beeinflussen.
Materialbedingte Abweichungen
Schwankungen von Materialien und Produktionsbedingungen machen den Schraubprozess komplex. Intelligente Lösungen helfen, diese Abweichungen rasch zu erkennen und auszugleichen.
Grenzen herkömmlicher Werkzeuge
Herkömmliche Werkzeuge wie manuelle Drehmomentschlüssel und pneumatische Schraubsysteme erfordern bei jeder Drehmomentänderung physikalische Anpassungen. Darüber hinaus besteht bei der manuellen Datenerfassung das Risiko von Inkonsistenzen und potenziellem Datenverlust.
Qualitätskontrolle
Nachträgliche manuelle Prüfungen bergen das Risiko, frühe Fehlererkennung zu versäumen. Werden Probleme nicht rechtzeitig behoben, entstehen teure Rückrufe und Nacharbeiten. In Fertigungslinien mit hohen Stückzahlen sind die Folgen besonders gravierend. Darüber hinaus kann eine manuelle Kontrolle zusätzliches Drehmoment auf die Schraubverbindung ausüben und diese beschädigen.
Einwandfreie Schraubverbindungen erzielen
Schraubverbindungen sind die am häufigsten verwendete Methode zur Verbindung von Bauteilen, die für ihre Einfachheit bei Konstruktion und Montage, die einfache Demontage und die daraus resultierende Steigerung der Produktivität und Effizienz geschätzt werden.
Die perfekte Schraubverbindung beginnt mit der Anwendung der richtigen Verschraubungstechnik und einer Wiederholung der Grundlagen der Verschraubungstheorie, des Drehmoments und des Winkels. Im Folgenden werfen wir einen Blick auf diese Schlüsselkonzepte.
Schraubtheorie
Das Verschrauben ist entscheidend für die Qualität einer Verbindung.
Beim Verschrauben ist nicht die Abmessung der Verbindung der entscheidende Faktor, sondern die Klemmkraft – also die Kraft, die die Verbindung zusammenhält. Diese Klemmkraft ist jedoch schwer zu erfassen und praktisch nicht direkt messbar. Stattdessen konzentrieren wir uns darauf, das Anziehmoment zu messen.
Während Drehmoment und Klemmkraft in Beziehung stehen, werden nur etwa 10 % des aufgebrachten Drehmoments tatsächlich in Klemmkraft umgewandelt.
- 40 % gehen im Schraubgewinde verloren, während sich die Schraube in das Material eindreht.
- 50 % gehen beim Kontakt mit der Materialoberfläche unter dem Schraubenkopf verloren.
Die Wahl und Menge des Schmiermittels sind ein weiterer Faktor, der die endgültige Klemmkraft beeinflusst. Weitere Informationen darüber, wie Kräfte auf Verbindungen wirken und wie Klemmmoment und Anziehmoment gemessen werden, finden Sie in unserem Leitfaden für Anzugsmomente.
Zusammenhang zwischen Drehmoment, Drehwinkel und Klemmkraft
- Drehmoment ist die auf ein Befestigungselement wirkende Drehkraft.
- Der Drehwinkel ist die Gradanzahl, um die sich das Befestigungselement dreht, nachdem die Verbindung eingerastet ist.
- Die Klemmkraft ist die axiale Belastung, die durch das Verbindungselement auf die Verbindung erzeugt wird.
Wie erwähnt, ist das Anzugsmoment ein Indikator für die Klemmkraft und spiegelt wider, wie viel Drehmoment verwendet wird, um Materialien zusammenzuhalten. Darüber hinaus verbessert die Überwachung des Drehwinkels die Kontrolle über den Schraubprozess. Sie kann auch dabei helfen sicherzustellen, dass alle Verbindungskomponenten vorhanden sind und geben einen Hinweis darauf, wenn bestimmte Teile wie eine Unterlegscheibe oder Dichtung fehlen.
Denken Sie jedoch daran, dass das Verhältnis zwischen diesen Parametern durch Reibung, Materialeigenschaften und Steifigkeit beeinflusst wird.
Messung und Kontrolle
Verschraubungsparameter können dynamisch oder statisch gemessen werden. Statische Messungen überprüfen das Drehmoment nach dem Anziehen und begrenzen die Problemerkennung, während dynamische Messungen Echtzeit-Einblicke liefern. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Schraubqualität dynamisch zu messen und zu steuern:
1. Drehmomentgesteuertes Anziehen
- Ein Drehmomentschlüssel oder Sensor misst das aufgebrachte Drehmoment.
- Das Befestigungselement wird mit einem vorgegebenen Drehmomentwert angezogen, der auf der Produktkonstruktion basiert.
- Einschränkungen: Reibung wirkt sich auf das Drehmoment aus, was zu Schwankungen der Klemmkraft führt.
2. Drehmomentgesteuertes und drehwinkelüberwachtes Anziehen
- Das Verbindungselement wird mit einem voreingestellten Anzugsmoment angezogen.
- Nach Erreichen des Anzugsmoments wird mit einer vorgegebenen Winkeldrehung (z.B. 90° oder 180°) weiter angezogen.
- Wenn der endgültige Drehmomentwert erreicht ist, wird überprüft, ob er sowohl innerhalb der Drehmomentgrenzen als auch der Winkelgrenzen liegt und sich die Schraube über den Klemmpunkt hinaus bewegen kann.
- Da der Solldrehmomentwert und der Drehwinkelwert bekannt sind, hilft dies, die Klemmkraft besser einzuschätzen.
3. Überwachung und Bewertung von Drehmoment und Drehwinkel
- Grafische Darstellung von Drehmoment vs. Drehwinkel wird analysiert.
- Hilft, Anomalien wie Gewindeschäden, Setzerscheinungen oder fehlerhafte Materialeigenschaften zu erkennen.
Ursachen für Anzugsfehler
Unzureichende Messung und Kontrolle können zu unnötigen und kostspieligen Verschraubungsfehlern führen:
Beschädigte Schraubgewinde
Bei beschädigten oder unzureichend geschnittenen Gewinden erhöht sich der Drehwiderstand, wodurch das Drehmoment den voreingestellten Wert erreicht, bevor die korrekte Klemmkraft erreicht ist.
Fehlende Verbindungskomponenten
Es kann vorkommen, dass Bauteile wie Unterlegscheiben oder Dichtungen bei der Montage vergessen werden. Fehlende Teile verändern das Drehmoment und damit die Klemmkraft.
Um perfekte Schraubverbindungen zu erreichen, benötigen Bediener daher eine bessere Kontrolle und Messbarkeit von Verschraubungen. Um tiefer in Anzugsmethoden und Wissenschaft einzutauchen, lesen Sie unseren Pocket Guide.
Lösung: Smarte Montagewerkzeuge
Unsere intelligenten Montagewerkzeuge bringen außergewöhnliche Präzision, Effizienz und Rückverfolgbarkeit in Ihre Fertigung und geben Ihnen die Kontrolle, die Sie benötigen.
Durch die kontinuierliche Überwachung des Drehmoments und des gleichmäßigen Winkels stellen sie sicher, dass jedes Mal die richtige Klemmkraft erreicht wird. So wird jede Verschraubung präzise und genau. Sofortige Rückmeldungen zu intelligenten Werkzeugen geben dem Bediener sofortige Gewissheit und bestätigen die perfekte Verschraubung, sobald sie erfolgt.
Intelligente Montagewerkzeuge nutzen darüber hinaus das Potenzial von Industrie 4.0 und ermöglichen die Erfassung von Daten in Echtzeit während des gesamten Schraubprozesses, um die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten und die Qualität zu verbessern.
Effizienz erreichen Sie mit unseren intelligenten Montagewerkzeugen. In Kombination mit unseren Schraubersteuerungen eröffnet sich die Möglichkeit, Anzugsstrategien optimal zu nutzen. Diese Strategien sorgen dafür, dass – unabhängig davon, ob die Verbindung kritisch ist oder nicht – unsere Montagewerkzeuge stets eine gleichbleibend hohe Qualität bei jeder Verschraubung gewährleisten.
Zusammenfassung
Beim Erreichen einer perfekten Verschraubung geht es nicht nur um Drehmoment, sondern auch um Präzision, Kontrolle und Konsistenz. Intelligente Montagewerkzeuge machen es möglich und stellen sicher, dass jede einzelne Verbindung sicher und zuverlässig ist. Verlassen Sie sich auf Ihre Werkzeuge – und auf die Qualität Ihrer Verbindungen.
Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie unsere intelligenten Werkzeuge Ihnen helfen können, die perfekte Verschraubung zu erzielen.
