Montagetechnik Schrauber-Auslegerarm für hohe Momente in der Staplermontage

Autor / Redakteur: Michael Kirchberger / Rüdiger Kroh

Speziell für die Montage eines neuen Dreirad-Elektrostaplers wurde ein dokumentationsfähiger Schrauber mit Auslegerarm konzipiert. Dieser lässt sich in drei Achsen bewegen und einstellen. Damit können Verschraubungen bis 950 Nm prozesssicher und ohne Gegenhalter ausgeführt werden.

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Bild 1: Der Schrauber Tensor ST lässt sich am Articulated Arm auf drei Achsen bewegen. Dadurch können auch Schrauben an schlecht erreichbaren Stellen einfach und sicher montiert werden. (Bild: Atlas Copco)
Bild 1: Der Schrauber Tensor ST lässt sich am Articulated Arm auf drei Achsen bewegen. Dadurch können auch Schrauben an schlecht erreichbaren Stellen einfach und sicher montiert werden. (Bild: Atlas Copco)

Bereits bei der Entwicklung eines neuen Staplers muss der Konstrukteur die spätere Montage im Blick haben und gewährleisten, dass sich das erdachte Fahrzeug in einem angemessenen Zeitrahmen sicher produzieren lässt. Die Konstruktion des Dreirad-Elektrostaplers RX 50 der Still GmbH stellt die Montage vor eine doppelte Herausforderung: Hohe Drehmomente an schwer zugänglichen Stellen müssen bewältigt werden.

Um diese Schraubfälle umzusetzen, wurde Atlas Copco Tools bereits in die Planungsphase des Staplers involviert. Ergebnis dieser Kooperation ist ein dokumentationsfähiger Tensor-ST-Schrauber an einem dreidimensional fahrbaren Articulated Arm.

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Schrauber am Auslegerarm schon während der Staplerkonstruktion entwickelt

Direkt zum Start der neuen Linie neun stand der Schrauber zur Verfügung. Das war eine Grundvoraussetzung, weil sich dieser Montageschritt mit anderen Schraubern nur sehr schwer hätte realisieren lassen.

Zwölf Verschraubungen à 660 Nm zwischen Achse und Rahmen sowie drei Verschraubungen à 950 Nm zwischen Rahmen und Heckgewicht müssen vom Monteur fixiert werden. Die Schrauben werden zunächst mit 120 Nm vorgespannt und im Anschluss mit dem Tensor auf das jeweilige Endmoment angezogen.

Wenn man bei Still solche großen Drehmomente von Hand anziehen müsste oder sogar mit mehreren Schraubern, dann hätte man auf jeden Fall einen Zeitverlust und vermutlich sogar Qualitätseinbußen. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Flexibilität des frei beweglichen Auslegerarms, der dreidimensional arbeitet. Der Monteur kann ihn also überall hin verdrehen, um die Schrauben auf der linken und rechten Seite, vorn und hinten sowie oben und unten anzuziehen.

Schrauber-Auslegerarm verbessert Prozesssicherheit und Ergonomie

Das hat beim Thema Prozesssicherheit ganz stark geholfen, aber Still auch beim Thema Ergonomie nach vorne gebracht. Denn dadurch, dass der Schrauber am Articulated Arm befestigt ist, wird das Werkzeug gewichtslos und überträgt auch keine Reaktionskräfte mehr auf das Hand-Arm-System des Werkers.

Darüber hinaus kommt es komplett ohne Gegenhalter aus. Der Mitarbeiter muss lediglich den Schrauber führen und den Befehl zum Anziehen geben. Dafür kann der Arm je nach Bedarf mehr oder weniger leichtgängig eingestellt werden. Das Werkzeug sitzt zwar an einem sehr großen Auslegerarm, aber der ist sehr leicht zu bedienen. Auch die Frauen in der Fertigung können diese Teile bewegen.

Neben diesen ergonomischen Vorteilen unterstützt der Tensor ST das hohe Niveau bei Qualität und Prozesssicherheit im Hause Still. Denn der Schrauber macht es dem Monteur praktisch unmöglich, eine Schraube zu vergessen oder ein falsches Drehmoment zu benutzen.

Drehmomente in Steuerung hinterlegt und an passende Stecknuss gekoppelt

Der Mitarbeiter wählt zuerst die passende Stecknuss aus der sogenannten Nussbar. Mit der Auswahl der Nuss weiß der Tensor ST dann sofort, mit welchem Drehmoment gearbeitet werden soll, denn die Drehmomente sind in der Steuerung hinterlegt und jeweils an die passende Stecknuss gekoppelt.

Auch die Anzahl der Schrauben wird im Vorfeld programmiert. Während des Schraubprozesses zählt der Tensor ST mit und reklamiert ein Zuviel oder Zuwenig direkt beim Monteur. Damit ist eine Fehlbedienung ausgeschlossen.

Trotz dieser positiven Erfahrungen werden bei Still alle Schraubfälle ein zweites Mal kontrolliert. Dafür sendet die Steuerung des dokumentationsfähigen Werkzeugs alle Schrauberdaten über das Firmen-Ethernet an die Qualitätssicherung. In einer Datenbank werden alle Schraubfälle eines Staplers gerätespezifisch archiviert. Die Schrauberdaten werden direkt dem entsprechenden Fahrzeug zugeordnet.

Doppelte Kontrolle der Verschraubungen durch Werker und Qualitätssicherung

Der Monteur scannt zuerst den Barcode am Fahrzeug ein. Dadurch weiß man später ganz genau, für welchen Stapler der Schraubfall ausgelöst wurde. In der Datenbank werden die Werte dann genau diesem Fahrzeug zugeschrieben.

Einmal wöchentlich prüft die Qualitätssicherung alle gespeicherten Verschraubungsdaten, erkennt eventuelle Fehler und kann sie nachträglich beheben. Die doppelte Kontrolle durch den Werker und die Qualitätssicherung geben die Garantie, dass die Fahrzeuge in der 100% richtigen Qualität ausgeliefert werden.

Die Partnerschaft zwischen Still und Atlas Copco Tools hat Tradition. Fast alle handgehaltenen Werkzeuge in der Montage des Staplerspezialisten kommen aus dem Hause Atlas Copco und der Articulated Arm ist praktisch ein Gemeinschaftsprojekt der beiden Unternehmen. Entwickelt und hergestellt werden die Auslegerarme vom Atlas Copco Application Center in Essen, einem Engineeringzentrum für Schraubsysteme. Ein erstes Werkzeug dieser Art wurde vor einiger Zeit in Kombination mit dem dokumentationsfähigen Tensor-S-Schrauber für die Vorderachsenmontage von Vierrad-Elektrogegengewichtsstapler-Modellen entwickelt.

Ein weiteres Projekt mit hochkomplexen Schraubfällen befindet sich gerade in der Planungsphase. Still wird sich auch in Zukunft auf das Thema Tensorschrauber konzentrieren, auch in anderen Produktionsbereichen.

* Michael Kirchberger ist Production & Quality Coordinator bei der Atlas Copco Application Center Europe GmbH in 45141 Essen

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