Extreme Setzerscheinungen an den zehn Spannschrauben eines Ringspannelements wurden durch den

Extreme Setzerscheinungen an den zehn Spannschrauben eines Ringspannelements wurden durch den Einsatz des Druckluft-Impulsschraubers Pulsor C vermieden. (Bild: Atlas Copco Tools)

Mit Hilfe eines elektronisch gesteuerten Druckluft-Impulsschraubers von Atlas Copco Tools konnte die Landmaschinenmontage bei John Deere beschleunigt und sicherer gemacht werden.

Von Sabrina Hachenberg

Essen (rm). Eine hohe Prozesssicherheit und schnelle Montage waren die Ziele einer Testreihe beim Landmaschinenhersteller. Denn bei der Verschraubung von Ringspannelementen in 820 PS starke Feldhäcksler galt es, Setzerscheinungen zu überwinden und den Schraubvorgang zu verkürzen. Mit Hilfe des Druckluft-Impulsschraubers Pulsor C von Atlas Copco Tools gelang beides: präzises Verschrauben und eine Zeitersparnis von 65 %.

Herzstück der Häcksler ist eine Vielmessertrommel. Insgesamt 56 Spezialmesser stellen bei geringem Kraftaufwand sicher, dass der Anteil an Überlängen des Ernteguts minimal ist – gut für die Häckselqualität. Die in der Leistung von 600 auf 820 PS (441 auf 603 KW) gesteigerte Maschine bringt die durch ein Powerband angetriebene Messertrommel auf eine Drehzahl von 1 100 min-1. Angesichts dieser hohen Drehzahl ist eine hohe Prozesssicherzeit notwendig, denn schon ein einziges loses Messer führt laut John Deere zum Totalschaden.

Lösung war ein Ringspannelement, das eine konische Verbindung ersetzt und dem Antriebsriemen den notwendigen Halt gibt. Das Spannelement besteht aus zwei Innenringen mit Außenkegel und einem Außenring mit Innenkegel. Durch das Anziehen der zehn Spannschrauben werden die Innenringe gegeneinander gezogen. Die dabei entstehenden radialen Spannkräfte pressen den Außenring in die Nabenbohrung und die Innenringe auf die Welle, wodurch ein Drehmoment zwischen Welle und Nabe übertragen wird.

Vom Lieferanten der Spannelemente wird ein Voranzug mit halbem Anzugsmoment über Kreuz mit anschließendem Anzug auf 73 Nm im Uhrzeigersinn vorgegeben. Probleme bereitete das Setzverhalten des Ringspanners, so John Deere. Denn zunächst musste jede Schraube 25 Mal per Hand mit einem schweren Drehmomentschlüssel nachgezogen werden – für eine Serienproduktion nicht akzeptabel.

Die Lösung des Schraubproblems war schließlich der elektronisch gesteuerte Druckluft-Impulsschrauber Pulsor C. Mit 100 verschiedenen Programmen und einem Drehmoment bis 450 Nm ist er laut Atlas Copco vielseitig einsetzbar. Die Montage des Ringspannelements mit seinen zehn Spannschrauben erfolgt nun mit diesem Impulsschrauber und elektronisch gesteuerter Druckluftzufuhr.

Das Problem der extremen Setzerscheinungen hat man durch ein dreistufiges Verfahren gelöst. Zwischen die beiden vom Lieferanten vorgegebenen Schritte wurde ein zusätzlicher Schritt geschaltet, bei dem die Schrauben ein weiteres Mal über Kreuz auf ein etwas höheres Moment angezogen werden. Anschließend wird jede Schraube im Uhrzeigersinn so lange befestigt, bis der vorgegebene Endanzug von 73 Nm erreicht ist. Dadurch konnte die Anzahl der Verschraubungen, die für eine stabile Verbindung notwendig sind, von gut 250 auf etwa 100 reduziert werden.

Dabei wirkt das Wechselspiel zwischen Impuls und Entspannung nach Angabe des Schrauberherstellers den Setzerscheinungen entgegen, so dass beim gesamten Spannprozess 20 min eingespart und die Taktung deutlich erhöht werden konnte. Ein weiterer Vorteil ist die automatische Winkelüberwachung des Werkzeuges.

In den Testläufen fanden John Deere und Atlas Copco heraus, dass alle Verschraubungen in Ordnung sind, wenn der Drehwinkel beim letzten Anzug auf 73 Nm nicht mehr als 20° beträgt. Die Steuerung des Geräts, der Pulsor Focus, meldet dann ein „i. O.“ (in Ordnung). Die Winkelkontrolle war bisher nur den gesteuerten Elektrowerkzeugen vorbehalten, die jedoch kontinuierlich anziehen. Der pulsierende Anzug des Pulsor C hat sich gegen die extremen Setzerscheinungen als überlegen erwiesen, so die Testpartner.

Fehlerhafte Verschraubungen meldet die Steuerung direkt; sie werden durch ein akustisches Signal und eine rot leuchtende Lampe signalisiert. Dadurch arbeitet der Druckluftschrauber nach Angabe von Atlas Copco Tools genauer als die Vorgänger-Pulsoren ohne elektronische Steuerung.

Zukünftig sollen die bei der Verschraubung ermittelten Daten ins Tools-Net von John Deere gemeldet werden. Die von Atlas Copco bereitgestellte Datenbank macht eine einwandfreie Rückverfolgbarkeit möglich, da ein Bauteil mittels Barcode der Verschraubung zugeordnet werden kann. So könnte bei einer Reklamation jede einzelne Verschraubung präzise nachverfolgt und eventuelle Abweichungen festgestellt werden.

Gegenüber der kraftraubenden Arbeit mit dem Drehmomentschlüssel erleichtert der ergonomische Druckluft-Impulsschrauber die Montage und ist zudem einfach bedienbar, wie man bei John Deere vermerkt.