Ohne Schwapp! – Kunststoffmuttern prozesssicher verschrauben

Um Schwappgeräusche des Kraftstoffs beim Beschleunigen und Bremsen zu unterdrücken, verbaut Fuel-Tec, eine Zweigniederlassung der Magna Steyr Fuel Systems, sogenannte Schwallschutzplatten. Im österreichischen Sinabelkirchen nahe Graz werden diese mit Kunststoffmuttern auf Bolzen in der Tankschale verschraubt.

Diese Muttern müssen ein Autoleben lang fest sitzen und dürfen sich nicht lösen. Um sicherzustellen, dass alle Muttern korrekt angezogen sind, schied deswegen eine manuelle Montage aus – auch wegen der mit 135 Sekunden vorgegebenen kurzen Taktzeit. In dieser Zeit müssen zudem Tankschale und Schwallschutzplatte positioniert, mit pneumatischen Spannern fixiert und nach der Montage das Bauteil entnommen werden.

Ein 16-fach-Tensor-DL-Schrauber von Atlas Copco Tools montiert heute 16 von insgesamt 18 Kunststoffmuttern prozesssicher in einem Rutsch.

Drehmomentgesteuert und drehwinkelüberwacht kann Fuel-Tec auf diese Weise dokumentieren, dass wirklich alle Muttern korrekt angezogen sind. Für die restlichen beiden Muttern verwendet man ebenfalls einen Tensor DL, der mit einem Pistolengriff ausgestattet und griffgünstig in der Station positioniert ist; aufgrund der geometrischen Anordnung ließ sich kein 18-fach-Schrauber einsetzen.

Für eine manuelle Montage wären bei der geforderten Taktzeit zwei Werker und zusätzlich eine Lösung für die Prozessüberwachung nötig gewesen. Die Schrauber-Station lässt sich dagegen von einer Person bedienen und liefert den Prozessstatus gleich mit. Um das Gewinde des Bolzens sicher zu finden, wurde zudem ein zweistufiges Vorgehen programmiert. Vor dem Anzug wird die Mutter zunächst in einem eigenen Parameter-Satz (Findeprogramm) ein Stück nach links gedreht und rastet dabei sinngemäß ein, bevor der Endanzug auf 1,2 Newtonmeter Drehmoment mit dem tatsächlichen Anzugprogramm prozessüberwacht erfolgt.

Bei der Auslegung des Mehrfachschraubers mussten sich die Konstrukteure einer schwierigen Aufgabe stellen: Aufgrund der Tankform besitzen nicht alle Stehbolzen die gleiche axiale Ausrichtung. Jeder der 16 Tensor-Schrauber lässt sich deswegen über eine kugelige Aufhängung in allen Richtungen justieren. Gesteuert wird die komplette Station von einer eigenen SPS; sie überwacht den Ablauf vom Einlegen der Komponenten bis zur Entnahme. Sobald die Montage beginnen kann, erhalten die 16 Steuerungen der Tensoren das Startsignal und beginnen mit dem Findeprogramm. Nach dem Endanzug melden sie der SPS, ob die Muttern korrekt verschraubt wurden. Fehlt ein iO-Signal, schaltet die SPS nicht weiter und verlangt zunächst eine Nacharbeit.

Der Werker kann sowohl auf der SPS-Anzeige als auch an den Schraubern (grünes oder rotes Signal) erkennen, an welcher Stelle ein Problem auftrat und per Handschrauber eine neue Mutter montieren. Auf diese Weise verlassen nur korrekt montierte Bauteile die Station. Einmal im Jahr werden alle Schrauber durch Atlas Copco gewartet und mittels Maschinenfähigkeitsuntersuchung überprüft und abgestimmt. In regelmäßigen Abständen kontrollieren Fuel-Tec-Techniker zudem, ob alle Tensoren korrekt anziehen. pb