Effiziente Schraubverbindungen: Grundlagen und Anwendungen in der Montagetechnik

Schrauben sind die am häufigsten verwendeten Maschinenelemente, die in einer extremen Vielfalt von Ausführungen erhältlich und genormt sind. Dieser Artikel erklärt einige wichtige Merkmale und stellt passende Schraubsysteme vor.

Schraubverbindungen zeichnen sich durch ihre hohe Belastbarkeit, die Wiederverwendbarkeit der Teile und die Möglichkeit aus, die Verbindung jederzeit wieder zerstörungsfrei lösen zu können. Schrauben sind die am häufigsten verwendeten Maschinenelemente, die in einer extremen Vielfalt von Ausführungen erhältlich und genormt sind. Der wichtigste Anwendungsfall beim Verschrauben in der Montagetechnik liegt im Aufbringen einer definierten Haltekraft (Vorspannkraft).

Was ist die Vorspannkraft und wie wird sie berechnet?

Die Vorspannkraft ist so zu bestimmen, dass einerseits bei jeder möglichen Betriebskraft die vorgesehene Funktion noch gegeben ist, andererseits die zulässige Belastung der Schraubverbindung nicht überschritten wird. An der Serienverschraubung lässt sich die erzielte Vorspannkraft aber praktisch nicht ermitteln. Zur Steuerung des Montageprozesses muss deshalb auf indirekte Messgrössen ausgewichen werden. Es gibt dazu mehrere Möglichkeiten. In der Regel wird aber aufgrund der praktischen Umsetzbarkeit das Anzugsmoment der Verschraubung (Drehmoment) verwendet. Das benötigte Anzugsmoment kann aus der Vorspannkraft nach den Formeln der VDI 2230 errechnet werden.

Anzugsverfahren in der Schraubtechnik

In der Schraubtechnik gibt es verschiedene Anzugsverfahren wobei das drehmomentgesteuerte Verschrauben aufgrund seiner technischen Einfachheit und seiner weiten Verbreitung in vielen industriellen Anwendungen unverzichtbar ist. Die Herausforderung beim drehmomentgesteuerten Anziehen liegt in den schwankenden Reibwerten, welche selbst bei hoher Drehmomentwiederholgenauigkeit zu Schwankungen der resultierenden Vorspannkraft von bis 50 % führen können. Die Schraubverbindung muss deshalb immer überdimensioniert sein.

Auswahl des passenden Schraubsystems

Axnum bietet ein sehr umfangreiches Spektrum an Deprag Schraubwerkzeugen für die unterschiedlichsten Anwendungen.

Die Auswahl des geeigneten Schraubwerkzeugs erfolgt nach verschiedensten Kriterien. Die wichtigsten 4 sind folgende:

• Einsatz (manuell oder stationär)
• Bauform (gerade Ausführung, Pistolenform, Winkelbauform)
• Abschaltprinzip (elektronisch gesteuerte Werkzeuge, mechanische Abschaltkupplung, Direktantrieb)
• Antrieb (pneumatisch, elektrisch, elektronisch)

Deprag Schraubwerkzeuge – Schnellübersicht

Die elektromechanischen und elektronischen Schrauber verfügen alle über einen bürstenlosen Gleichstrommotor.

Der EC-Servo Schrauber ist ein elektronisch gesteuerter und kabelgebundener Schrauber. Er verfügt über eine integrierte Sensorik für Drehmoment und Drehwinkel.

Der EC-Schrauber wird auch elektronisch gesteuert. Die Drehmomentermittlung basiert jedoch auf einer hochgenauen Messung des Motorstroms. Diesen Schrauber gibt es sowohl kabelgebunden als auch als Akkuschrauber.

Beim Elektroschrauber erfolgt die Abschaltung über eine mechanische Abschaltkupplung. Diesen Schrauber gibt es ebenfalls sowohl kabelgebunden als auch als Akkuschrauber.

Beim Druckluftschrauber erfolgt die Abschaltung über eine hochgenaue mechanische Abschaltkupplung.