Atlas Copco Beratung bei Gigant

Von der Konstruktion bis in die Produktion

Schraubtechnik: Prozessoptimierung und Beratung führt zu wartungsarmen Achsen

Von der Konstruktion bis in die Produktion

Der Achsenhersteller Gigant stützt sich in Konstruktion und Produktion auf Prozess- und Schraubtechnik-Know-how von Atlas Copco Tools: Mit numerischen Simulationen in der Entwicklungsphase sowie umfangreicher Beratung bei der Auswahl der geeigneten Montagewerkzeuge gelingt es Gigant, immer schneller auf neue Anforderungen zu reagieren.

Essen, August 2016. - "Der Weltmarkt fordert wartungsarme, am liebsten wartungsfreie Schraubverbindungen der Achsaggregate", bringt Tobias Krieg die Herausforderungen seiner Abteilung auf den Punkt. Er ist Teamleiter Vorausentwicklung und Versuch des Achsenherstellers Gigant - Trenkamp & Gehle GmbH, Dinklage, der seit 2013 zur international tätigen Krone-Gruppe gehört. Mit seinem Team begleitet er Neuentwicklungen: mit numerischen Simulationen, Untersuchungen und Messungen von der Vorentwicklung bis hin zur Validierung und quantifizierbaren Darstellung, dass zum Beispiel eine Schraubverbindung auch tatsächlich die in sie gesetzten Erwartungen und Anforderungen erfüllt.


"Entwicklungen müssen heute extrem schnell gehen", sagt Krieg. Auch wenn ein Prozess einmal implementiert sei und ein neues Produkt in Serie gefertigt werde, müssen die Konstrukteure sehr schnell reagieren können, wenn trotz aller guten Vorausarbeit an der Linie unerwartete Fehlverschraubungen auftreten. "Atlas Copco Tools hat uns dazu in die Lage versetzt", sagt der Entwickler. "Wir haben heute ein sehr hohes Verständnis im Bereich der Schraubtechnik, das wir zu weiten Teilen der kundigen Begleitung durch die Prozessoptimierer von Atlas Copco zu verdanken haben."


Atlas Copco fördert das Verständnis für Themen der Schraubtechnik

Atlas Copco Beratung bei Gigant

Verschraubung des Bremsaggregats beim Achsenhersteller Gigant in Dinklage. (Bild: Atlas Copco Tools)

Laut Tobias Krieg sind die Essener Montagespezialisten für Gigant schon seit Jahren erste Ansprechpartner in Sachen Verschraubungstechnik. "Atlas Copco unterstützt uns regelmäßig bei unseren Industrialisierungsprojekten." Auch im Rahmen von Grundlagenschaffung hätten sich die Kollegen stets als kompetente Ansprechpartner herausgestellt: "Wenn bei der Auseinandersetzung mit den eingesetzten Verbindungstechnologien Fragen aufkommen, können wir diese immer detailliert mit Atlas Copco besprechen." Dadurch sei sein Team heute in der Lage, sogar komplexere Fragestellungen im Produktionsalltag selbst zu beantworten und die richtigen Lösungen zu finden.

Atlas Copco Beratung bei Gigant

Gigant-Ingenieur Tobias Krieg (links) und Atlas-Copco-Mitarbeiter Wilfried Kampen betrachten die Schraubgewindebolzen an den Naben der aktuellen Fertigung. Die Prozessoptimierer von Atlas Copco geben dem Achsenhersteller immer wieder wertvolle Tipps in Sachen Schraubtechnik. (Bild: Atlas Copco Tools)

Atlas Copcos Prozessoptimierer Lutz Tünnermann schildert den Werdegang der Zusammenarbeit so: "Bei einem unserer ersten Einsätze ging es um eine komplexe Verschraubung von Nabe und Flansch an einem Bauteil. Wir sollten das Thema grundsätzlich aufrollen - und konnten helfen, die Anzahl an N.i.O.-Verschraubungen massiv zu verringern." (n. i. O. = "nicht in Ordnung") "Einige Zeit später wurden wir dann schon im Vorfeld der Projektierung einer neuen Achsengeneration zu einem Gespräch eingeladen." Dabei ging es um die Schraubverbindungen an einer Achse, und Gigant suchte einen Kompetenzpartner für die Schraubtechnik und die Schraubverbindungen an sich. "Wir gaben Empfehlungen zur konstruktiven Gestaltung der Schraubverbindungen und diskutierten die Notwendigkeiten für stabile Schraubprozesse", sagt Tünnermann. "Und mit unserer TightSim-Software konnten wir die geplante konstruktive Auslegung der Verbindung bewerten und Verbesserungen vorschlagen, die auch umgesetzt wurden."

Achsen-Optimierung mit dem Ziel wartungsarmer Verschraubungen

Atlas Copco Beratung bei Gigant

Begutachtung im Detail: Bremsaggregat und Nabe-Flansch-System werden mit Atlas-Copco-Schraubtechnik montiert. Im Hintergrund die Steuerungen verschiedener Tensor-Elektroschrauber. (Bild: Atlas Copco Tools)

Bei dem Beispiel ging es um ein Achsaggregat für Nutzfahrzeug-Trailer, dessen Verbindungen Krieg als "sehr relevant" bezeichnet. Dieser Teil des Achssystems - auch "Suspension" genannt - wird unter den Fahrzeugrahmen geschweißt und ist mit Schwingungsdämpfer, Luftfeder, Führungslenker und Aufhängung ausgestattet. Dabei wird der Lenker über eine Federeinbindung mit der Achse verbunden, und diese Federeinbindung wiederum hat zwei Spannelemente und Federbügel mit vier Muttern. "Die sind sehr wichtig und kritisch für die ganze Achse", betont Tobias Krieg. "Seinerzeit wurde das komplette Aggregat umfangreich optimiert - speziell mit dem Ziel, dass die Verschraubungen wartungsarm sind." Denn bislang mussten Lkw-Auflieger in regelmäßigen Intervallen in die Werkstatt, um diese Verbindungen überprüfen zu lassen, ähnlich wie man das nach einem Radwechsel an Pkw kennt. "Das wollten wir so weit wie möglich reduzieren." Zahlreiche und aufwendige Untersuchungen waren nötig, bis man sich sicher war, dass die neue Konstruktion die Erwartungen auch erfüllt. Denn die Entwickler müssen hier insbesondere bei den zahlreichen sicherheitsrelevanten Verbindungen einen vorgeschriebenen Ablauf für die Auslegung und Validierung einhalten.

Instandhalter können Muttern nun mit einfachen Mitteln prüfen

Atlas Copco Ultrschallmessung

Ultraschallmessung an einer Achsverschraubung: Atlas-Copco-Mitarbeiter haben mit ihrem Ultraschallgerät Reibwerte und Vorspannkräfte an Prototypteilen von Gigant gemessen und nach der Analyse der Daten die Anzugsvorgaben der Konstrukteure noch verbessert. (Bild: Atlas Copco Tools)

Mithilfe der Experten von Atlas Copco ist es Gigant gelungen, diese Schraubverbindungen so auszulegen, dass man die Intervalle im Wartungsheft deutlich verlängern konnte - ohne eine Kilometergrenze vorzuschreiben. Auf das Nachziehen der Verbindungen nach einer Setzfahrt kann heute verzichtet werden. "Die Instandhalter können die Muttern nun mit einfachsten Mitteln und einem statistisch ermittelten Prüfmoment prüfen: Bewegen sich die Muttern nicht, ist alles in Ordnung", erklärt der Gigant-Entwickler.

"Unter anderem konnten wir die von der Konstruktion festgelegten Anzugsvorgaben in Schraubversuchen an Prototypteilen in unserem Labor in Dingolfing verifizieren", beschreibt Tünnermann einen weiteren Punkt in der frühzeitigen Zusammenarbeit. "Wir haben dann mit unserem Ultraschallgerät Reibwerte und Vorspannkräfte gemessen und konnten die Anzugsvorgaben sogar noch verbessern."

Messung der Vorspannkraft und Prozesssimulation

Inzwischen ist die Zusammenarbeit sehr intensiv geworden: "Immer wenn wir uns mit Details von Schraubverbindungen auseinandersetzen mussten, konnten uns Herr Tünnermann und seine Kollegen wertvolle Anregungen geben", sagt Tobias Krieg. Zum Beispiel zu kritischen Schraubverbindungen, die nach den Vorauslegungen exakt spezifiziert werden müssen. "Da sind Anzugsvorschriften zu definieren und im Prozess die Feinjustierungen vorzunehmen. Atlas Copco unterstützt uns unter anderem mit Messungen der Vorspannkräfte und Prozesssimulationen mit der Software TightSim." Die Daten der Prozessstreuung geben Gigant einen schnellen Aufschluss darüber, wie sich die Veränderung diverser Parameter auf die Verbindung auswirkt. "Die Erfahrung von Atlas Copco in der Beurteilung der Daten nutzen wir für die Vorauslegung genauso wie für unsere Machbarkeitsstudien", erklärt Krieg.

Tobias Krieg, Teamleiter Vorausentwicklung und Versuch bei Gigant- Trenkamp & Gehle

“Wir haben heute ein sehr hohes Verständnis im Bereich der Schraubtechnik. Das haben wir zu weiten Teilen der kundigen Begleitung durch die Prozessoptimierer von Atlas Copco zu verdanken!”

Tobias Krieg, Teamleiter Vorausentwicklung und Versuch bei Gigant- Trenkamp & Gehle

Auch bei den Maßnahmen zur "Industrialisierung", also bei der Umsetzung in die Linie, stützt sich Gigant auf das externe Schraubtechnik-Know-how: "Bei der Auswahl der geeigneten Hard- und Software, also den Werkzeugen samt Programmierung sowie der Entwicklung der Verschraubungsstrategien, hat das Team von Atlas Copco einfach den besten Überblick und die meiste Erfahrung", sagt Tobias Krieg. Dies gelte zum Beispiel auch für die Beurteilung schon vorhandener Verbindungskonzepte bei den Aggregaten oder auch Teilen der Achse, zum Beispiel der Verschraubung des Bremssattels. Grundsätzlich seien immer zwei Fragen zu klären: Wie kann man die Verbindung sicher anziehen? Und wie werden die Anforderungen des Qualitätsmanagements erfüllt? Der Diplom-Ingenieur betont: "Was die Prozessabsicherung und Rückverfolgbarkeit angeht, finden wir gemeinsam immer eine für uns perfekte Lösung."

  • Presseinfo: Atlas Copco Tools optimiert Prozesse in der Achsenmontage von Gigant 825.3 kB, PDF
  • Bild 01 Atlas Copco Tools bei Gigant Bremsaggregatverschraubung 3.1 MB, JPEG
  • Bild 02 Atlas Copco Tools bei Gigant eingepresste Schraubgewindebolzen an Naben vor der Montage an die Achse 2.5 MB, JPEG
  • Bild 03 Atlas Copco Tools bei Gigant Detailbetrachtung Bremsaggregat und Nabe Flansch Verschraubung 2.6 MB, JPEG
  • Bild 04 Atlas Copco Tools bei Gigant Eroerterung Schraubresultate 2.7 MB, JPEG
  • Bild 05 Atlas Copco Tools bei Gigant Tobias Krieg 1.8 MB, JPEG
  • Bild 06 Atlas Copco Tools bei Gigant Ultraschallmessung an Achsverschraubung 2.4 MB, JPEG

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