Schraubsystem am flexiblen Handlingarm

Sicheren Prozess gemacht

Rollstar in Egliswil/Schweiz hat für die Montage schwerer Planetengetriebe ein Tensor-Schraubsystem von Atlas Copco im Einsatz.

Schrauber und Schraubstelle: In den flexiblen Handlingarm ist ein elektronisch gesteuerter Tensor-Revo-Schrauber mit Sensoren für Drehmoment und Drehwinkel eingespannt. (Bild: Atlas Copco Tools)

Nachdem sich bei einem Getriebe vor zwei Jahren im Betrieb Schrauben lösten, stellte Rollstar intern alle Prozesse infrage: Ein Projektteam wurde gebildet, es wurden Normen gewälzt, Konstruktionen analysiert und geändert. Eine völlig neue Schraubtechnik sowie definierte Prüfprozesse sind nur das äußere Ergebnis eines umfassenden inneren Wandels, der alle Abteilungen erfasst und vom Management vorgelebt wird. Konkret geht es um die jeweils 20 Schrauben des oberen Flanschdeckels eines Planetengetriebes, das mit Abtriebs-Drehmomenten bis 100.000 Newtonmeter später zum Beispiel in schweren Tunnelbohrmaschinen oder Biegemaschinen eingesetzt wird.

Die Maschinenrichtlinie nimmt alle Maschinen- und Anlagenbauer in die Pflicht; produzierende Unternehmen müssen nachweisen können, dass die Montage der Schrauben abgesichert ist. Rollstar hatte vor dem Vorfall noch keinen abgesicherten Prozess gemäß neuester Normen installiert, nach welchen die Schraubfälle im Unternehmen klassifiziert und die Montage geplant wurde. Schließlich gab es über Jahrzehnte hinweg praktisch keine Probleme mit den Getrieben und Hydromotoren. Nun aber hatte Rollstar die Dringlichkeit erkannt und ging konsequent allen Vorgängen auf den Grund – von der Klassifizierung aller Schraubfälle, der Einordnung der jeweils zulässigen Werkzeuge, der Anwendung von geforderten Prüfverfahren bis hin zur Definition der Schraubfallkategorien sowie der Anpassung der Montageanweisungen.

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Auch die Verschraubung der Getriebe hat Rollstar optimiert und wählte längere Schrauben. Außerdem wechselte das Unternehmen auf beschichtete Schrauben, woraus sich konstantere Reibwerte ergeben, die sich in definierten Drehmomenten beziehungsweise einer immer gleichen Schraubstrategie niederschlagen. Zudem wurde ein neues Spannelement entwickelt und patentiert, das den Befestigungsflansch – neben den Schrauben – zusätzlich verbindet und zugleich die Montage erleichtert.

Rollstar-Geschäftsführer Ulrich Ziegler ließ in seinem Unternehmen jeden Schraubfall untersuchen, klassifizieren und absichern. (Bild: Rollstar)

Rollstar hat den Fertigungsprozess durchgehend optimiert und verwendet einen gesteuerten Hochmomentschrauber des Typs Tensor Revo von Atlas Copco Tools. Grund dafür war, dass der Bedienereinfluss reduziert werden sollte, reproduzierbare Anzugswerte gewünscht waren und die Möglichkeit der Dokumentation genutzt werden sollte. Es zeigte sich, dass die Verschraubungsqualität stieg; allerdings war es weiterhin eine ergonomische Herausforderung für die Mitarbeiter, den Hochmomentschrauber jeweils aufzusetzen, den Gegenhalter zu platzieren und dabei trotzdem eine vernünftige Montagezeit einzuhalten. Atlas-Copco schlug vor, das Werkzeug in einen Articulated Arm einzuspannen: Damit werden die Kräfte über die Mechanik des flexiblen Drehmomentarms abgeleitet, der zugleich das Werkzeuggewicht aufnimmt. Der Monteur kann sich komplett auf den Schraubprozess konzentrieren. Bei der für Rollstar umgesetzten Lösung wurde in den Articulated Arm ein Tensor-Revo-Werkzeug fixiert – konkret der Tensor ETP ST101-750-25-F. Der Schrauber ist für Drehmomente von 220 bis 750 Newtonmeter ausgelegt. Das System wurde gleich zweimal identisch aufgebaut, um Engpässe in der Produktion zu vermeiden.

Eine Besonderheit der beiden Articulated Arms in Egliswil ist, dass sie mobil sein mussten und nicht, wie sonst üblich, im Betonboden verankert oder an einer festen Säule in der Halle fixiert werden sollten; Rollstar wollte mit den Montagestationen für die Planetengetriebe flexibel sein. Die Werker führen den in die Handlingvorrichtung eingespannten Tensorschrauber zu den Schraubstellen, setzen ihn auf die M16-Schrauben auf, betätigen den Starter, und das Schraubsystem zieht mit 220 Newtonmeter unter Überwachung eines vorgegebenen Drehwinkel-Fensters jede Schraube fest. Sollte bei einer Schraube das Gewinde fressen, stoppt der Schrauber, und die Steuerung sowie die Signalampel melden „nicht in Ordnung“. Erst wenn die Steuerung die vorgegebene Anzahl Schrauben gezählt hat, gibt sie das Werkstück für den nachfolgenden Prozess frei.

Aktuell können sieben Rollstar-Monteure mit dieser Schraubstation umgehen. Über einen Wartungsvertrag ist sichergestellt, dass die Messwertgeber in den Schraubern immer richtig kalibriert sind und die Werkzeuge dauerhaft wiederholgenau arbeiten. Mittlerweile ist auch die Tools-Net-4000-Software von Atlas Copco im Einsatz, mit der Rollstar vorrangig alle Schraubergebnisse speichert. Demnächst will das Unternehmen in Egliswil einen Barcode-Scan integrieren, über den der Mitarbeiter das Aggregat identifiziert und den Prozess startet. Über Tools-Net ist auch eine Analyse des Schraubprozesses möglich; damit kann der Anwender etwaige Fehler in Schraubenlosen schneller finden oder auch ein engeres Toleranzfenster setzen und so den Prozess weiter optimieren. Außerdem sollen in Kürze Ultraschallmessungen weiteren Aufschluss über das Setzverhalten geben, woraufhin möglicherweise eine definierte Anziehreihenfolge vorgegeben werden könnte.

pb

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