Konstante Vorspannkraft trotz schwankender Eindrehmomente

Die Schraubtechnik ist die am weitesten verbreitete Verbindungstechnik. Immer komplexer werdende Montageaufgaben, steigende Anforderungen an die Prozesssicherheit und höher gesetzte Qualitätsstandards bedürfen ausgeklügelter Verfahren, die diesen hohen Anforderungen gerecht werden. Im Automotive-Bereich werden zum Beispiel im Zuge der Leichtbauweise vermehrt Aluminium, weitere Leichtmetalle und Kunststoffe verwendet. Gehäuse für Pumpen, Airbags oder Interieurkomponenten – all diese Produkte werden häufig mit gewindeformenden oder -schneidenden Schrauben montiert.

Bei derartigen Verschraubungen treten üblicherweise stark variierende Eindrehmomente auf. Die Verwendung eines drehmomentgesteuerten Anzugsverfahrens führt dann auch bei höchster Abschaltgenauigkeit zu großen Schwankungen in der resultierenden Vorspannkraft. Das neue adaptive Schraubverfahren DEPRAG Clamp Force Control (CFC) wirkt dem entgegen, indem es alle Reibeinflüsse bis zum Zeitpunkt der Kopfauflage eliminiert. Insgesamt wird dadurch eine deutlich bessere Konstanz der Vorspannkraft erreicht.

Dabei setzt sich die vollständige Verschraubung aus dem Schraubmuster Kopfauflageerkennung und einer Verschraubung auf Differenzmoment oder einer Verschraubung auf Drehwinkel zusammen. Hauptbestandteil ist die Kopfauflageerkennung: Auf Basis des Drehmomentverlaufs wird kontinuierlich eine mathematische Bewertungsfunktion gebildet. Die Kopfauflage wird erkannt sobald diese Funktion einen fest definierten Grenzwert überschreitet.

Das Berechnungsverfahren vereint zwei wesentliche Vorteile: Die Berechnungsvorschrift ist robust gegenüber zufälligen Schwankungen und Anstiegen im Drehmomentverlauf, welche nicht durch die eigentliche Kopfauflage hervorgerufen werden. Weiterhin besitzt der Algorithmus Allgemeingültigkeit, so dass vom Anwender keine für die Berechnung relevanten Parameter gesetzt werden müssen. Aufwändige Vorversuche und Parametrierungen sind somit nicht erforderlich.    

Das Verfahren für EC-Servo Schrauber in Verbindung mit der Ablaufsteuerung AST40 wird vor allem bei Direktverschraubungen in Metall oder Kunststoff eingesetzt. Die dort auftretenden schwankenden Eindrehmomente ergeben sich beispielsweise durch Änderungen in der Schrauben- und/oder Bohrungsgeometrie, im Gefüge des Bauteilmaterials, wechselnde Oberflächenbeschaffenheiten des Schraubengewindes, federnde Elemente oder Setzerscheinungen.