Tensor-DL-Schrauber montieren bei Kern in zwei Werken jährlich rund 1,5 Mio. Schrauben

Tensor-DL-Schrauber montieren bei Kern in zwei Werken jährlich rund 1,5 Mio. Schrauben prozesssicher. Durch den kleinen Winkelkopf werden auch schwer zugängliche Schraubstellen erreicht. (Bild: Atlas Copco Tools GmbH)

Der Einsatz frei programmierbarer Tensor-Elektroschrauber der Atlas Copco Tools GmbH reduziert bei der Schweizer Kern AG die Anzahl der Montagewerkzeuge in der Produktion deutlich.

ESSEN (rm). Jeder einzelne Schrauber ersetzt bis zu zehn herkömmliche Schraubwerkzeuge. Kern steigerte so die Prozesssicherheit und machte die Fertigung flexibler, indem einige Schrauber in mobile Werkstattwagen eingebaut wurden.

Kern ist Hersteller modular aufgebauter Postversandstraßen und schlüsselfertiger Kuvertiersysteme. Sie können in einer Stunde bis zu 24 000 Dokumente falzen, falten, kuvertieren, verschließen und frankieren. Montiert werden die Kuvertiermaschinen-Module mit Tensor-DL-Schraubern von Atlas Copco Tools.

Wegen Produktionsausweitung wollte Kern seine Montagequalität zuverlässig absichern. Druckluft- und Akkuschrauber dominierten die Fertigung zwar schon vorher. Doch die erforderten ständiges Nachprüfen, beispielsweise mit einem Drehmomentschlüssel, und beherrschten jeweils nur einen einzigen voreingestellten Drehmomentwert. Außerdem waren sie laut, schwer oder unergonomisch.

Darum kam für die Schweizer nach nochmaliger Evaluation nur ein gesteuertes Schraubsystem in Frage. Der erste Einsatz eines Tensor-DL-Winkelschraubers zeigte, dass die Drehmomentgenauigkeit stieg und zugleich auf Nachprüfungen verzichtet werden konnte. Entscheidend war aber die Fähigkeit, acht unterschiedliche Parametersätze zu beherrschen, ohne dass der Werker irgendwelche Einstellungen ändern muss.

Wechselt der Bediener den Schraubeinsatz, weil in seiner Montagesequenz beispielsweise nach einem 4-mm-Innensechskantbolzen eine 25er Torxschraube anzuziehen ist, erkennt das der Tensor automatisch: Über ein Bitmagazin, die sogenannte Selektorbox, ist jedem Schraubeinsatz ein definierter Drehwinkel- oder Drehmomentwert oder eine eigene Schraubstrategie zugeordnet. Wird der jeweilige Bit oder die jeweilige Klinge aus der Box entnommen, ruft die Schraubersteuerung die entsprechende Drehmomenteinstellung ab.

Der Tensor stellt damit acht Schrauber in einem dar und kann die gleiche Anzahl einfacher Schraubwerkzeuge ersetzen. Benutzt man statt der Selektorbox mit ihren acht Steckplätzen die digitalen Eingänge des Schraubsystems, ersetzt er sogar zehn. Die von der Kern-Qualitätssicherung zugelassenen Drehmomenttoleranzen von ± 7,5 % über 6 Sigma werden unterschritten: In der Regel erreichen die Tensor-Schrauber eine Wiederholgenauigkeit von ± 5 % über 6 Sigma, bei gleichartigen Schraubfällen oft noch engere Toleranzen.

Die Mehrkosten der Schrauber relativieren sich schnell, setzt man sie mit der andernfalls erforderlichen Werkzeuganzahl oder dem ehemals benötigten zusätzlichen Arbeitsschritt zur Drehmomentkontrolle in Relation. Letztere ist jetzt in die Schrauber integriert.

Selbst wenn der Monteur einen Gewindefresser übersehen sollte: Die Schraubersteuerung ist unbestechlich, denn sie zeigt die Ungereimtheiten mit einem Alarmsignal an. Sogar den erhöhten Eindrehwiderstand eines schadhaften Gewindes erkennt die feinfühlige Elektronik und mahnt auch hier mit optischen Signalen eine Korrektur an. Erst nach erfolgreicher Nacharbeit gibt sie das Bauteil frei. Schraubfehler kommen daher fast nicht mehr vor.

In der Montage arbeitet Kern mit Tensor-DL-Systemen, die Drehmomente zwischen 0,3 und 12 Nm abdecken. Dabei wiegen die leisen Schrauber etwa 600 g. Ein bürstenfreier Motor hält den Verschleiß gering und senkt die Betriebskosten der Werkzeuge. Diese sind zudem ESD-zertifiziert, schützen also gegen elektrostatische Entladungen. Das qualifiziert sie für die Montage sensibler elektronischer Bauteile.

Eine kreative Lösung ist Kern durch den Einbau der inzwischen 40 Tensorschrauber in Werkstattwagen gelungen. An Bord befindet sich je nach Einsatz neben dem Schrauber, seiner Steuerung und der Selektorbox auch ein Vorrat an Kabelbindern, Isoliermaterialien, Kabelklemmen, Schrauben und dergleichen, was sie zu autarken, mobilen Schraubstationen macht.

Dadurch ist jeder Mitarbeiter jederzeit an jedem Ort im Werk einsetzbar. Zuvor musste man die Kuvertiermaschinenmodule oft zeitraubend zum jeweils nächsten Fertigungsschritt verschieben. Heute kommen die Montagestationen flexibel zu den Maschinen und verringern aufwändige Zwischentransporte. Damit nutzt Kern seine Montagekapazitäten und -flächen besser aus. Außerdem senkte dieses Schraubkonzept die Schraubkosten.

Weiteres Kostensenkungspotenzial eröffnete eine Schraubfallanalyse, die Kern zusammen mit Atlas Copco Tools durchführte. Diese Analyse brachte die Erkenntnis, dass zahlreiche Schraubverbindungen unnötig groß ausgelegt waren. Die gegenüber früher viel genauere Tensor-Montage mit deutlich besserer Kontrolle der Drehmomente und Klemmkräfte erlaubt zukünftig ein Downsizing der Schraubverbände. Außerdem wird Kern die große Bandbreite von derzeit über 450 verschiedenen Schraubentypen ausdünnen können.