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Der Betriebsleiter 1-2/2017

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MONTAGE- UND

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK 03 04 01 02 Schraubfälle unter der Lupe Heiztechnikhersteller erhöht Sicherheit und Qualität bei der Schraubmontage Um ihre Gas- und Ölbrennwertgeräte noch sicherer zu machen, montiert die Wolf GmbH an mehreren Montagelinien mit gesteuerter Schraubtechnik von Desoutter. Jede Verschraubung wird dokumentiert, und eine durchdachte Werkerführung bringt mehr Sicherheit und Qualität in die Produktion. Bei der Montage von Gasbrennwertgeräten kann der Sicherheitsaspekt gar nicht groß genug sein“, sagt Georg Kellerer, Fertigungsprozessingenieur beim Heizungs ­ hersteller Wolf im bayerischen Mainburg. „Denn wenn etwa im Keller eines Hauses unbemerkt Gas austritt, besteht Gefahr für Leib und Leben.“ Wolf gehört zu den führenden Systemanbietern für Heiz-, Solar-, Lüftungs- und Klimatechnik. In Mainburg produziert das Unternehmen unter anderem Gas- und Ölbrennwertgeräte für Einund Mehrfamilienhäuser. Qualität sichern nach VDI/VDE 2862 Blatt 2 Vor etwa drei Jahren nahmen die Mainburger alle Schraubfälle an ihren Produkten unter die Lupe. Mehrere Produktionslinien hat das Unternehmen seither mit gesteuerter Schraubtechnik der in Maintal ansäs sigen Desoutter GmbH ausgestattet und damit seine Qualität weiter abgesichert. „Bei uns werden gasführende Teile montiert“, erklärt Kellerer. Diese Verbindungen bedürften besonderer Aufmerksamkeit. Die Qualitätssicherung des Unternehmens habe daher die Anforderungen zur Absicherung der Schraubverbindungen erhöht. Und zwar schon ehe das Produkthaftungsgesetz und die VDI/VDE 2862 Blatt 2 für Anlagenund Maschinenbau in aller Munde war. Die Richtlinie definiert seit 2015 Mindestanforderungen zum Einsatz von Schraubsystemen und -werkzeugen. Damit gilt jetzt auch für die allgemeine Industrie offiziell, was in der Automobilbranche schon lange bekannt ist: Im Fall des Falles müssen Unternehmen nachweisen können, dass sie nach dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik gefertigt haben. „Mit unseren Produkten gab es bislang keinen kritischen Fall“, sagt Fertigungsplaner Kellerer. Für das Unternehmen sei die Entscheidung für noch mehr Sicherheit gefallen, weil der hohe Qualitätsstandard zur Firmenphilosophie gehöre. Im ersten Schritt ging Wolf daran, alle Schraubverbindungen an seinen Brennwertgeräten zu klassifizieren. Die Produktentwicklung bewertete dabei sicherheitskritische Verschraubungen, bei deren Versagen ein Risiko für Leib und Leben besteht, als Schraubfallklasse A. Und davon gibt es an Gasheizungen viele. „Die wichtigste Schraubstelle in diesem Zusammenhang ist die Gaszuleitung“, erklärt Kellerer und zeigt auf die Stelle des Gaseintritts beim Gasbrennwertgerät MGK-2. Weiterhin seien die Teile, die direkt im Brennraum verschraubt werden, sicherheitskri­ 22 Der Betriebsleiter 1-2/2017

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK 01 An der Werkzeugstation werden diverse Schrauber-Bits und Nüsse für die Montage der Gasbrennwertgeräte mit kabelgebundenen und kabellosen Elektroschraubern vorgehalten 02 Die wichtigste Schraubstelle am Gasbrennwertgerät MGK-2 ist die Gaszuleitung: Wenn hier im Betrieb Gas austritt, besteht Gefahr für Leib und Leben. Wolf hat die Schraubverbindung daher als sicherheitskritisch eingestuft 03 Für die Montage der sicherheitskritischen Überwurfmutter verwenden die Werker den elektronischen Delta-Drehmomentschlüssel aus dem Desoutter-Programm 04 Neben Akku-Winkelschraubern setzt Wolf in der Montage der Gasbrennwertgeräte auch Akku-Pistolenschrauber von Desoutter ein tisch; auch der Brennkammerdeckel müsse halten, ebenso wie weitere Anschlussrohre, durch die Gas geleitet wird. An jedem Gerät gibt es je nach Ausführung etwa 50 verschiedene Schraubstellen. Mit gesteuerter Schraubtechnik Montage absichern Die Klassifizierung für jeden Schraubfall hinterlegt die Wolf‘sche Produktentwicklung mit den jeweiligen Verschraubungsparametern in einer Datenbank. Anschließend legt die Fertigungsprozessplanung die geeignete Schraubtechnik fest und wählt das passende Werkzeug aus. „Bei der Auswahl der Werkzeuge für die als Klasse A bewerteten Schraubfälle war uns wichtig, dass wir die Verschraubungen dokumentieren können“, betont Fertigungsplaner Kellerer. Dies war mit den vorhandenen einfachen Druckluft- und Akkuschraubern bislang nicht möglich gewesen. „Wir wollten außerdem sicherstellen, dass alle Bauteile bearbeitet und bestimmte Schraubreihenfolgen eingehalten werden.“ Gelöst wurden alle Anforderungen mit den dokumentationsfähigen, computergesteuerten Schraubwerkzeugen aus der CVI3- Serie des Schraubspezialisten Desoutter. Dabei werden Drehmomente von 1,5 bis etwa 50 Newtonmeter abgedeckt. Ein Schrauber mit Bitwechsler ersetzt bis zu sieben Werkzeuge An der Produktionslinie zeigt Vorarbeiter Alois Huber, was sich mit Einzug der neuen Schraubtechnik geändert hat. Am augenfälligsten ist, dass sich die Anzahl der Werkzeuge deutlich reduziert hat. Vor dem Wechsel gab es für nahezu jede Verschraubung ein eigenes Werkzeug. Jetzt kann ein dokumentationsfähiger Schrauber sieben bis acht der bisherigen Werkzeuge ersetzen, indem 4-fach- und 8-fach-Bitwechsel- Boxen eingesetzt werden. „Damit ist natürlich auch die Wartung und Überprüfung der Werkzeuge wesentlich weniger aufwendig“, erklärt Huber. Montiert wird das Gasbrennwertgerät MGK-2 an dieser Linie mit mehreren kabelgebundenen und kabellosen Elektroschraubern. Mit den gesteuerten Akkuschraubern – einem Pistolen- und einem Winkelschrauber der Typen EABcom und EPBcom – könnten auch schwerer zugängliche Schraubstellen leicht erreicht werden, streicht Huber heraus. Für die Montage einer sicherheitskritischen Überwurfmutter, die mit einem Offenmaul angezogen werden muss, verwenden die Werker außerdem den elektronischen Delta-Drehmomentschlüssel aus dem Desoutter-Programm. Dieses Tool überträgt die Schraubdaten per WLAN direkt an die Wolf-Leitrechner. Der Delta-Wrench ist ein Produktions- und Prüfschlüssel, ließe sich also auch gut für die Überprüfung der Schraub verbindungen einsetzen. „Bei den wasserseitigen Anschlussflanschen verwenden wir M10- bis M12-Schrauben mit großen Drehmomenten. Filigrane Teile wie Temperaturfühler oder Zündelektronik werden mit kleinen Drehmomenten von ein bis drei Newtonmetern verschraubt“, veranschaulicht Kellerer die Bandbreite der Anforderungen. Die häufigste Schraubstrategie sei die Steuerung über das Drehmoment mit Kontrolle des Dreh winkels. Die meisten Schraubfälle verbinden zwei Metalle; an einigen anderen Stellen werden mit selbstfurchenden Schrauben Aluminium- und Kunststoffteile montiert. Je vier Werkzeuge kommunizieren mit einer Steuerung Jeweils vier WLAN-Werkzeuge kommunizieren mit einer übergeordneten Steuerung des Typs CVI 3 von Desoutter. Über diese lässt sich ein komplexer Montageprozess mit mehreren Verschraubungen und Logikschritten programmieren und steuern. Die Ergebnisse werden bei Wolf über ein Protokoll ausgelesen und auf einem Monitor ausgegeben, so dass der Mitarbeiter direkt kontrollieren kann, ob die Verbindung „i.O.“, also in Ordnung, ist. Bei der Auswahl der Werkzeuge für die als Klasse A bewerteten Schraubfälle war uns wichtig, dass wir die Verschraubungen dokumentieren können. Wir wollten außerdem sicherstellen, dass alle Bauteile bearbeitet und bestimmte Schraubreihenfolgen eingehalten werden. Georg Kellerer, Fertigungsplaner bei der Wolf GmbH Wolf-Mitarbeiter haben außerdem an einigen Stationen eine Werkerführung programmiert, die über einen Bildschirm direkt am Arbeitsplatz visualisiert wird. „Über ein Leitsystem wird vorgegeben, was mit welchem Werkzeug, Bit und Drehmoment montiert wird“, erklärt Huber und weist auf den Monitor, auf dem die Montageschritte in Bildern dargestellt sind. „Was fertig abgearbeitet ist, wird quittiert.“ Diese Vorgehensweise bringt zusätzliche Sicherheit in die Montage, da kein Bauteil vergessen werden kann und alle Schritte in der richtigen Reihenfolge bearbeitet werden. Sicherheitsrelevante Bauteile werden der Heizung zugeordnet Eine zweite Herangehensweise zur Qualitätssicherung ist das Einscannen sicherheitsrelevanter Bauteile. Die entsprechenden Nummern in SAP werden in der Datenbank mit der Herstellnummer der Gastherme verbunden. „So ist immer nachvollziehbar, welche Bauteile in welchem Gerät verbaut wurden“, sagt Kellerer. Mittlerweile ersetzt Schraubtechnik von Desoutter an mehreren Produktionslinien die bisherige Ausstattung, um die Montage nachvollziehbar zu dokumentieren. „Unser Ziel ist es, komplett auf ein durchgängiges System umzustellen“, sagt Kellerer. „Am besten mit einer Steuerung, die sämtliche Schrauber verwaltet.“ Besonders zufrieden ist er mit den Akkuwerkzeugen, mit denen man an den Montagelinien äußerst flexibel und ohne störende Stromkabel oder Luftschläuche arbeiten kann. www.desoutter.de Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit Der Betriebsleiter 1-2/2017 23

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