Das Verschrauben ist eine der der am häufigsten angewendeten Verbindungstechnologien und damit ein zentraler Eckpfeiler vieler Industrien, allen voran der Automobilbranche. Kistler hat in den letzten Jahren kräftig in diese Technologie investiert, um seinen Kunden Know-how und Qualitätssicherung aus einer Hand zu bieten – von der Analyse der einzelnen Schraubverbindung über die Werkzeugprüfung bis zur Prozessüberwachung.
Schraubverbindungen haben in der industriellen Produktion weltweit zunehmend an Relevanz gewonnen, bilden sie doch eine zentrale Voraussetzung für Sicherheit und Funktionalität. Der vermeintlich simple Prozess, zwei oder mehr Bauteile mit einer Schraube dauerhaft zu verbinden, stellt sich insbesondere in der Serienmontage, wo es um große Stückzahlen geht und immer kürzere Taktzeiten geht, als Herausforderung dar. Das zeigt sich eindrücklich, wenn man einen Blick auf den Automobilindustriemarkt wirft: Kein Jahr vergeht, ohne dass ein Automobilhersteller zu einer Rückrufaktion wegen mangelhafter Schraubverbindungen gezwungen ist.
Nach Einschätzung des Beratungshauses Archetype Joint LLC geht die Automobilindustrie davon aus, dass 70 % der Garantiekosten und 20 % aller Rückrufe direkt oder indirekt durch fehlerhafte Schraubverbindungen verursacht werden. Doch auch in anderen Industriebereichen wie Windkraft oder Elektronikfertigung spielen Schraubverbindungen eine wichtige Rolle: Während Windräder von massiven Schrauben der Größe M48 zusammengehalten werden, liegt bei filigranen Elektronikbauteilen alles auf engem Raum – die Herausforderungen sind jedoch in beiden Bereichen ähnlicher Natur: Wie lassen sich Vorspannkräfte präzise reproduzieren? Wie lassen sich einmal montierte Schraubverbindungen auf Qualität prüfen? Und wie kann man den Langzeiteinfluss realer Belastungen, etwa Vibration, untersuchen?
Mehr Wirtschaftlichkeit durch Qualitätssicherung
Die Qualität der Schraubverbindungen zählt zu den Schlüsselfaktoren, die über den wirtschaftlichen Erfolg eines produzierenden Unternehmens entscheiden. Die Konsequenzen mangelhafter Verbindungen können sich – zusätzlich zu den Gefahren für den Endkunden etwa im Fall der Automobilindustrie – schnell rufschädigend auswirken. Deshalb wird heute ein immer höheres Niveau der Qualitätssicherung vorausgesetzt. Oliver Schnerr, Head of Sales der Division IPC bei Kistler, betont: „Die strategische Leitung unseres Unternehmens hat die zentrale Rolle von Schraubverbindungen frühzeitig erkannt und entsprechend in das notwendige Applikationswissen investiert. Dieser Einsatz zahlt sich für die Kunden von Kistler heute gleich mehrfach aus: Denn wenn es um die Qualitätssicherung in der Fertigung und Montage geht, können wir unseren Kunden mehrere führende Lösungen anbieten – sei es zur Prüfung der einzelnen Schraubverbindung, zur Prüfung von Drehmomentwerkzeugen oder zur Prozessüberwachung während des Verschraubens.“
Schraubtechnik-Prüfung als Dienstleistung am Kunden
Kistler bietet nicht nur führende messtechnische Lösungen für Schraubverbindungen, sondern steht auch als unabhängiger Dienstleister zur Verfügung. Das Leistungsspektrum umfasst:
- Prüfungen im Drehmomentbereich von 0,02 bis 8 000 Nm
- Prüfungen im Kraftbereich von 40 bis 1 000 N
- Anwendungsspezifische Prüfungen auf vertikalen und/oder horizontalen Systemen
- Simulation realer Belastungen am Vibrationsprüfstand
- Vor-Ort-Service beim Kunden mit mobilen Systemen
Das Know-how von Kistler im Bereich Schraubverbindungen wurde durch die im Jahr 2016 erfolgte Integration des Marktführers Schatz in die Kistler Gruppe enorm erweitert, wie Schnerr erläutert: „Wie verfügen nun über eine große Bandbreite an Produkten und Systemen im Bereich Schraubtechnik, so dass wir applikationsbezogene Lösungen, genau zugeschnitten auf die Kundenbedürfnisse, liefern können.“ Wie von Kistler gewohnt, zeichnen sich diese Systeme durch eine Kombination aus Sensorik, Elektronik und Software aus, die die Qualitätssicherung in der Schraubtechnik so einfach und effizient wie möglich macht. „Mit unseren Analyse-Systemen lassen sich beispielsweise die Funktionseigenschaften von Schraubverbindungen, etwa die Reibungszahl, präzise ermitteln und auf Konformität mit den entsprechenden Normen prüfen“, so Schnerr weiter. „Darüber hinaus wird alles so aufgezeichnet, aufbereitet und dokumentiert, dass der Kunde einen detaillierten Überblick über seine Schraubprozesse gewinnt – die Basis für Rückverfolgbarkeit und Transparenz ist damit geschaffen. Wo Vorspannkraft, Drehwinkel und Drehmoment mit Kistler sicher überwacht werden, erlangt der Kunde einen deutlichen Qualitätsvorsprung.“
Prozesstransparenz als Voraussetzung für Industrie 4.0
Oliver Schnerr sieht in der hohen Schraubverbindungskompetenz aber noch einen weiteren wichtigen Vorteil: „Unsere Systeme tragen maßgeblich zur Steigerung der Qualität von Prozessen bei. Doch die durchgängige Überwachung der Schraubprozesse in Labor und Fertigung ist letztlich nicht nur der Schlüssel für eine höhere Qualität sämtlicher Schraubprozesse, sondern auch ein wesentlicher Eckpfeiler für die smarte Fabrik im Zeitalter von Industrie 4.0: Treten Prozessfehler auf, kann schneller reagiert werden. Prozessrisiken lassen sich früh erkennen und präventive Maßnahmen einleiten. Die Transparenz hinsichtlich der Verschraubungsprozesse in der Fertigung ermöglicht deren laufende Optimierung und schafft so eine verlässliche Basis zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit in der industriellen Produktion.“
