Neuer Kunststoff bringt Qualitätsschub für Ventilpakete

„Robuste und zugleich kompakte Pneumatikkomponenten gewinnen im Life-Sciences-Bereich immer mehr an Bedeutung“, sagt Daniel Gebert, der bei der Aventics GmbH in Laatzen für das Qualitätsmanagement verantwortlich ist. „Das Gesundheitswesen benötigt zunehmend Lösungen für Niederdruckanwendungen mit starker elektrischer und funktionaler Integration“, erläutert der Manager weiter und beschreibt stellvertretend für die umfangreiche Produktpalette seines Unternehmens einen Ventilblock aus der Dialysetechnik: „Solche Baugruppen kombinieren Präzision mit höchster Zuverlässigkeit, und wir verbessern unsere Produkte immer weiter.“

Wechsel des Kunststoffs führte zu durchdrehenden Schrauben

Als Aventics bei den Trägerplatten dieses Ventilpakets im Zuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung seiner Produkte auf einen anderen Kunststofftypen wechselte, drehten in der Vorserie häufig die Schrauben durch. Daniel Gebert startete eine Problemlösungskarte, das Engineering-Team nahm die gesamte Applikation genau unter die Lupe, und so war die Ursache schnell gefunden: Der veränderte Werkstoff der Trägerplatte überforderte die bis dahin verwendeten Druckluft-Stabschrauber. Bauartbedingt montieren solche Tools nur mit einem einzigen Drehmoment und einer festen Drehzahl. „Wegen der Masseträgheit des Werkzeugs rissen dann beim Eindrehen der selbstschneidenden Schrauben zwangsläufig die Gewinde aus“, sagt Gebert. Zwar sei der neue Kunststoff chemisch geeigneter, aber in der Montage eben sensibler.Der zuvor verwendete Kunststoff war dicker, zäher und fester, und es machte dem Material wenig aus, wenn bei dem früheren Werkzeug das – äußerst geringe – Drehmoment leicht streute und der Zielwert von 18 cNm (= 18 Zenti-Newtonmeter oder Hundertstel Newtonmeter = 0,18 Nm) immer wieder überschritten wurde. Der Wechsel auf den neuen Werkstoff war für Aventics der Anstoß, zur Absicherung seiner Fertigungsqualität auch die bislang eingesetzte Schraubtechnik zu überdenken.

Trickreiche Schraubstrategie überlistet das Material

Obwohl die selbstschneidenden Schrauben mit einem Durchmesser von 0,93 mm nur viereinhalb Gewindegänge aufweisen, führt die MicroTorque-Spindel vom Typ QMC41-50-HM4 über diese kurze Distanz einen dreistufigen Befestigungsablauf durch. Daniel Gebert beschreibt den Vorgang im Detail: „Zu Beginn des Schraubzyklus rotiert der Schraubeinsatz mit geringerer Drehzahl, um die Klinge in den Torx-T2-Schraubenkopf einzufädeln. Nach dem Abschluss dieser Findestufe schaltet das System in die Drehwinkelstufe, welche die Schraube mit 500 Umdrehungen pro Minute bis zur Kopfauflage eindreht. Sobald diese erreicht ist, verringert die Spindel ihre Drehzahl drastisch auf 210 Umdrehungen und zieht die Schraubverbindung in der Drehmomentstufe auf das Enddrehmoment von 18 Zenti-Newtonmetern an.“ Da die Drehzahlen in allen Stufen frei konfigurierbar sind, lässt sich das MicroTorque-System an die vielfältigsten Schraubanforderungen anpassen. Optische und akustische Signale an Schrauber und Steuerung geben dem Bediener zu jedem Zeitpunkt einen Überblick über den Montagefortschritt. Bis zum Spätherbst hatte das System 80.000 Montagezyklen problemlos absolviert.

Mit detaillierten Schraubverläufen die Qualität im Blick

Dabei kann die Neuentwicklung von Atlas Copco Tools noch mehr, betont Gebert: „Die MicroTorque-Steuerung ist äußerst kompakt, und die Grafikfunktionen sind richtig klasse. Wir schließen einen handelsüblichen PC an, und die Steuerung gibt darüber detaillierte Kurven und Schraubverläufe aus.“ Die visuelle Darstellung sei klar und eindeutig. Durch die Kurvenbetrachtungen könne Aventics Schraubverläufe jetzt viel besser interpretieren und verstehen, was in jeder einzelnen Montagephase exakt im Schraubfall geschehe. „Das war mit Druckluftwerkzeugen einfach nicht möglich.“

Schraubverläufe geben Aufschluss über die Lieferantenqualität

Mitarbeiter schätzen ergonomische Vorteile

Verfasser: Heiko Wenke