Der Kranhersteller Terex Demag wollte seine Montage prozesssicherer machen und hat dafür an vielen Stellen den Schlagschrauber ausrangiert. Mit den neuen ECP-Hochmomentschraubern von Desoutter ist die Qualität gestiegen und der Kontrollaufwand gesunken.

„Wir führen hier am Standort gerade ein umfangreiches Qualitätssicherungssystem ein“, erklärt Peter Heigenhauser, Produktionsingenieur im Bereich Fertigung und Engineering beim Kranhersteller Terex Demag GmbH in Zweibrücken. „Dazu gehört zum Beispiel, dass wir bestimmte Schraubfälle nur noch prozesssicher herstellen wollen.“ Sprich: Nach einer Klassifizierung aller Schraubfälle gemäß VDI 2862 legte Terex einige Fälle fest, die in die Kategorie A fallen. „Laut Definition besteht bei diesen eine Gefahr für Leib und Leben, wenn sie ausfallen“, erklärt Heigenhauser. „Und wir wussten, dass es dafür bessere Lösungen gibt als den Schlagschrauber plus nachträgliche Prüfung mit einem mechanischen Drehmomentschlüssel.“ Diese Werkzeuge wurden nun weitgehend ausrangiert und durch die neuen ECP-Hochmomentschrauber von Desoutter ersetzt.

Diese Maßnahme ist eine Folge des neuen Qualitätssicherungssystems „QCOS“ (Quality Control Operation System), betont Stephan Groel, Direktor Manufacturing Engineering und Initiator für die Einführung von QCOS bei Terex. QCOS ist ein Prozess zur Überwachung und Sicherstellung des Fertigungsprozesses (Prozesskontrolle) besonders wichtiger Operationen und Merkmale. In diesem Fall wird QCOS für Schrauboperationen eingesetzt, die aus Sicherheitsgründen oder aufgrund von Gesetzesvorgaben wichtig sind. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn nicht ordnungsgemäß angezogene Schrauben zu einer Gefahr für Leib und Leben oder einem Unfall oder „Liegenbleiber“ führen können. So hat Terex unter anderem festgelegt, mit welchen Werkzeugen und qualitätssichernden Maßnahmen Prozesse durchgeführt werden sollen. Jede Schraubverbindung erhielt nach einer Risikobewertung eine Punktzahl; bei Kategorie-A-Schrauben sind es zwölf Punkte. Mit jedem Werkzeug und jeder Maßnahme kann Heigenhauser als Verantwortlicher für diese QCOS-Einführung eine bestimmte Punktzahl sammeln. Ziel: „Alle Qualitäts-sicherungs¬maßnahmen zusammen sollen bei jeder Verbindung zwölf Punkte ausmachen.“

Ein einziges Werkzeug bringt viele Punkte für das QS-System

Der neue Hochmomentschrauber von Desoutter, den Terex im vergangenen Jahr eingeführt hat, trägt einen Großteil der Punkte bei: „Allein drei Punkte bekommen wir durch die prozesssichere Drehmomentübertragung des ECP-Schraubers“, erklärt Heigenhauser. „Weitere zwei Punkte bringt die akustische Fehlermeldung, die das Werkzeug ausgibt, wenn zum Beispiel die Schraube oder das Gewinde fehlerhaft sind.“ Auch die Dokumentation der Messwerte, die mit dem elektronisch gesteuerten ECP umgesetzt werden soll, liefert zusätzliche Punkte. Hinzu kommen Prozessaudits und Stichproben durch die Qualitätssicherung, die je nach Häufigkeit auch für eine gewisse Anzahl Punkte stehen. „Unser Ziel war, allein mit einem neuen Werkzeug möglichst viele Punkte zu erreichen“, schildert der Terex-Experte. „Dabei sollten Nacharbeiten, vor allem Qualitätskontrollen, durch die Sicherstellung des gesamten Prozesses so weit wie möglich reduziert werden.“ Inzwischen werden an der Linie nur noch gelegentlich Stichproben gezogen. Denn mit Hilfe eines eigenen Prüfstandes samt Messgerät, das das Werkzeug aktuell hält, gewann Terex Sicherheit. In der Anfangsphase prüfte man die Werkzeuge täglich, anschließend noch wöchentlich, um sicherzugehen, dass die richtigen Drehmomente übertragen werden.

Für Drehmomente bis 4000 Nm

Im Laufe des vergangenen Jahres hat Terex an den beiden Standorten in Zweibrücken mehrere ECP-Schrauber angeschafft. Damit werden die kritischen Verschraubungen an Lenkung, Bremsen, Achsen und Rädern der Krane montiert. Auch die Drehverbindungen von Ober- und Unterwagen der Fahrzeuge werden mit den Desoutter-Schraubwerkzeugen angezogen. Die Drehmomente liegen bei 100 bis 880 Nm, der größte Teil um die 500 Nm. Terex setzt zwei ECP-Modelle ein: eines für Drehmomente bis 550 Nm, ein weiteres für Momente bis 950 Nm. Im Desoutter-Programm finden sich darüber hinaus Varianten bis hinab zu 30 Nm und am oberen Ende bis zu 4000 Nm (siehe Kasten).

Den ersten Schrauber führte Terex-Produktionsingenieur Heigenhauser an der Station der Achs-Streben-Verschraubung ein, bei welcher um die 20 Schrauben oder mehr je Kran anzuziehen sind. In der Vormontage befestigt ein Mitarbeiter die Strebe an der Achse, an einer zweiten Station wird dann das ganze Bauteil ans Chassis montiert. Dazu befindet sich der ECP samt Steuerung und Kabel auf einem fahrbaren Wagen, mit dem die Mitarbeiter in der Halle mobil sind und zur jeweiligen Station gehen können. Verschraubt wird klassisch mit Drehmomentsteuerung und Überwachung des Drehwinkels. „Mit der Winkelkontrolle findet der ECP zum Beispiel Fehler im Gewinde oder Sackloch. Auch Abweichungen in der Reibung, zum Beispiel durch abweichende Beschichtungen oder Verschmutzungen im Gewinde, werden dadurch aufgedeckt“, erläutert Heigenhauser. „Dann kann die Schraube nicht korrekt angezogen werden, und das Werkzeug meldet diesen Fehler dem Mitarbeiter. Der reagiert dann nach entsprechenden Vorgaben und stellt den Fehler ab.“

Ergonomisch, schnell und sicher

Durch die elektronische Steuerung und Überwachung entfallen bei diesen Schraubfällen bestimmte Arbeitsschritte, insbesondere das Nachknicken mit einem mechanischen Drehmomentschlüssel. „Das bringt uns einen deutlichen Zeitvorteil“, sagt Heigenhauser. Ebenso wichtig ist ihm aber ein weiterer Aspekt: „Bei den hohen Drehmomenten mussten meine Kollegen früher natürlich sehr lange Drehmomentschlüssel verwenden. Dafür war nicht nur viel Kraft vonnöten, sondern man kam an bestimmte Schraubstellen auch kaum dran.“ Manche Mitarbeiter hätten sich bei Schrauben, die über ihren Köpfen angeordnet waren, nahezu mit ihrem ganzen Gewicht an den Schlüssel hängen müssen, um das nötige Moment zu übertragen. Dass die Arbeit mit einem so langen Hebel nicht so exakt sein konnte, wie heute mit dem gesteuerten ECP-Schrauber, leuchtet wohl ein. „Erreicht“ worden seien die vorgegebenen Drehmomente sicherlich, betont Heigenhauser, aber die eine oder andere Schraube sei vielleicht doch auch mal zu fest angezogen worden. Ganz anders mit dem ECP: „Vor allem wegen der im Verhältnis sehr kleinen Baugröße haben wir uns für die Schrauber von Desoutter entschieden. Damit kommen wir am besten an einige Schrauben heran, die sehr versteckt unter dem Chassis liegen.“ Wichtig war dem Produktionsingenieur auch die frei drehbare Momentenstütze, die sich ans Bauteil anlegt und verhindert, dass die Reaktionsmomente auf den Arm des Werkers übertragen werden.

Auch die Terex-Mitarbeiter begrüßen die neuen Werkzeuge. Zwar war ein geringer Schulungsaufwand nötig, doch er stellte kein Hindernis dar. Im Gegenteil: Jetzt fordern sie schon den Einsatz an weiteren Stationen im Werk. Zweibrücken, weltweit der größte Standort von Terex Demag, diente als Pilotprojekt für die ECP-Schrauber. Inzwischen wurde die Arbeitsweise im Konzern vorgestellt und soll jetzt auch an weiteren Fertigungsstätten eingeführt werden.

Zukunftsfähig durch Vernetzung

Für den QCOS-Optimierungsprozess kommen übrigens demnächst weitere Punkte zusammen. Dann richtet Terex ein System zur Betriebsdatenerfassung („BDE“) ein und dokumentiert die Daten dort. Die Schraubersteuerungen bindet das Unternehmen dann an das übergeordnete System an und sammelt alle Schraubdaten für 20 Jahre. Positiv sieht Heigenhauser vor diesem Hintergrund die kürzliche Einführung der neuen CVIC2-Steuerung von Desoutter, mit der sich unter anderem der ECP steuern lässt. „Die Steuerung ist jetzt ethernetfähig“, sagt er. Damit sei man offen für die Anbindung an andere Systeme.

„Wir wollten mit dieser Vorgehensweise einerseits intern die Qualität verbessern, um weniger Nacharbeit und Kontrollen zu haben“, fasst Peter Heigenhauser zusammen. „Und natürlich wollten wir darüber hinaus in Zukunft möglichst alle Reklamationen von vornherein ausschließen.“ Mit den ECPs sei man nun auf bestem Wege.

Kasten: „Über die ECP-Serie“

Die ECP-Serie umfasst elektrisch angetriebene Hochmomentschrauber für Drehmomente zwischen 30 und 4000 Nm. Erhältlich sind auch Werkzeuge, die sich im Rückwärtslauf betätigen lassen. Der ECP bietet volle Prozessüberwachung, indem er Drehmoment und Drehwinkel während der Verschraubung kontrolliert. Das Ergebnis („IO“ oder „NIO“) wird an der Werkzeugrückseite angezeigt. Die schnelle Drehzahl, kombiniert mit hoher Abschaltgenauigkeit, ermöglicht das Verschrauben in einem Arbeitsgang. Der bürstenlose Antriebsmotor ist wartungsarm, der ergonomische Soft-Grip bietet hohen Bedienkomfort. Am Abtrieb befindet sich eine drehbare Reaktionsstütze, die bei hohen Drehmomenten die Reaktionskräfte aufnimmt. Sie dreht sich automatisch in die richtige Position, so dass sich das Werkzeug stets in einer günstigen, ergonomischen Position ansetzen lässt. Dies senkt die physische Belastung der Werker.

Über Desoutter:

Seit fast 100 Jahren setzt Desoutter immer wieder Standards für Industrie¬werkzeuge, die heute insbesondere auf die sehr hohen Anforderungen der Automobil- sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie zugeschnitten sind. Höchste Leistung und Zuverlässigkeit sowie Innovation und Ergonomie kennzeichnen die Desoutter-Produkte. www.desoutter.de