Unter beengten Verhältnissen
Vorteile beim Verschrauben ohne Reaktionsarm
KRAILLING (ABZ). - Das Verschrauben ohne Reaktionsarm liegt im Trend meinen die Experten des Werkzeugherstellers Hytorc. Die Vorteile lägen auf der Hand: Konstrukteure müssten beim Planen keine Rücksicht auf Platzverhältnisse bei der Verschraubung nehmen Anlagen und Werkzeuge würden geschont und auch die Arbeitssicherheit steige. Doch wie kann ein Verschrauben ohne Reaktionsarm in der Praxis aussehen? Kein Problem, heißt die Antwort der Verschraubungsspezialisten bei Hytorc: Grundlage für das Verfahren können herkömmliche Schrauber sein, unterstützt durch clevere Verschraubungselemente.Das Spektrum der Branchen reicht weit, die vom Wegfall des Reaktionsarms profitieren würden, so Hytorc: Im Maschinen-, Fahrzeug- und Anlagenbau würden sich die Vorteile ebenso drastisch bemerkbar machen wie in Kraftwerken, der Windkraft-Industrie oder der Petro-Chemie. Mindestens so weit gefasst sei das Spektrum der Anwendungsfälle, in denen reaktionsarmfreies Verschrauben ein echter Gewinn sei. So z. B., wenn unter deutlich beengten Verhältnissen verschraubt werden müsse, wie es bei Gelenk-Verschraubung an Schienenfahrzeugen wie dem ICE der Fall sei. Die Gelenke kommen als Verbindungselemente zwischen Wagen und Schienenfahrzeug immer dann zum Einsatz wenn Züge mit so genannten Jakobs-Drehgestellen ausgerüstet sind. Hier sei nicht genug Platz für den raumgreifenden Reaktionsarm, so dass meist mit Sonderwerkzeugen verschraubt werde.Es gebe aber auch reichlich Verschraubungsfälle, bei denen sich ein herkömmlicher Reaktionsarm schlecht positionieren lasse. Konkret treffe dies unter anderem bei Taschenverschraubungen an Fahrerkabinen, Kraftwerksturbinen oder Rotorblattverschraubungen bei Windkraftanlagen zu. Hier seien Anwender gezwungen, auf Sonder-Abstützungen zurück zu greifen. Zudem seien Verschraubungen bereits so konstruiert worden, dass Verschraubungswerkzeuge nicht vorgesehen sind – weil diese Schraubverbindungen mit einem großen rMaulschlüssel und einem Kran angezogen werden sollen. In der Praxis treffe dies bspw. auf die Kreuzkopfverschraubung am Vorverdichter eines Kolbenkompressors zu wie er sich an jeder Gas-Verdichterstation finden lasse.Des weiteren seien Reaktionsarme problematisch in Situationen, in denen es keine direkten Abstützmöglichkeiten gebe und der Anwender auf Verlängerungen zurück greifen müsse. Dies sei regelmäßig beim Anziehen von Schraubverbindungen bei Nutzfahrzeugen der Fall, z. B. bei den Befestigungsschrauben der Lenk- und Spurhebel. Und natürlich auch beim schnellen, sicheren und vor allem nachhaltig-dichten Verschrauben von Flanschverbindungen sei der Wegfall des Reaktionsarms ein Gewinn.Die beschriebenen Szenarien bedeuten laut Hytorc konkrete Erleichterungen für alle an der Verschraubung Beteiligten wie Entwickler, Anwender, Monteure oder Service-Techniker. Allen gemeinsam ist das Profitieren vom querkraftfreien, reibungsoptimierten und dadurch wiederholgenauen Verschrauben mit exakter Vorspannkraft. Ingenieure würden sich darüber freuen, dass sie Maschinen und Anlagen insgesamt kleiner planen könnten, da auf engerem Raum mehr Schraubverbindungen unterzubringen seien. Zudem ließen sich Schraubverbindungen aufgrund der Einleitung von hohen wiederholgenauen Vorspannkräften deutlich höher auslasten. Die entstehende höhere Flächenpressung mache die Schraubverbindungen wartungsfrei.Außerdem schone das querkraftfreie Anziehen die Auflageflächen, da sich der Bolzen bzw. die Unterlegscheibe nicht mitdrehen. Das laufende Nacharbeiten der Auflagenflächen entfalle – was den Entwicklern das Nachrechnen der Flansche erspare, da die Auflageflächen nicht beschädigt werden.Projektverantwortliche würden bspw. davon profitieren, dass Flansche nicht nur nach der Druckprobe, sondern darüber hinaus nachhaltig dicht bleiben und Dichtungen nicht mehr so häufig ausgetauscht werden müssten. Eine besonders niedrigere Leckagerate gehe nicht allein auf die zertifizierte Dichtung zurück, sondern maßgeblich auf die fachgerechte Berechnung und vor allem Montage der Flanschverbindung. Denn über 80 % der Flansch-Leckagen und dadurch bedingte Stillstände seien auf unzureichende Vorspannkräfte in den Schraubverbindungen zurück zu führen. Im Maschinen-, Fahrzeug- und Anlagenbau hingegen zeige sich der Vorteil dadurch, dass Schraubverbindungen nicht mehr so häufig nachgezogen werden müssten, da diese problemlos auf ein höheres Streckgrenzniveau praxisgerecht gezogen werden könnten.Monteure und Servicetechniker profitieren nach Ansicht von Hytorc gleich mehrfach vom Wegfall des Reaktionsarms. Insbesondere die Arbeitssicherheit steige: Entfalle der Reaktionsarm, könnten Finger und Hand nicht zwischen Reaktionsarm und Abstützpunkt geraten. So seien Quetschungen von vornherein ausgeschlossen, egal ob man mit elektrischen, pneumatischen, akkubetriebenen oder hydraulischen Drehmomentwerkzeugen arbeite. Letztere ließen sich "handfrei" durch eine Fernbedienung aus der Ferne steuern, ohne dass der Monteur das Werkzeug während des Schraubvorgangs in der Hand halten müsse. Die Verschraubung passiere dennoch schnell und vor allem gleichbleibend zuverlässig. Zudem ließen sich Werkzeuge bei Überkopfverschraubung problemlos anhängen, was nicht nur bequemer, sondern auch sicherer sei.Damit der Reaktionsarm entfallen könne, seien neben einem handelsüblichen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Drehmomentschrauber noch verdrehsichere, reibwertkonstante Verschraubungselemte notwendig. Hytorc bspw. bietet fünf diese Elemente, darunter die Sechskantunterlegscheibe DISC mit eingepresstem Gewindesegment oder eine runde Unterlegscheibe mit Abstützprofil (zWasher). Die Preise für die Elemente bewegen sich am unteren Ende auf dem Niveau einer gehärteten Standard-Unterlegscheibe bzw. einer Standard-Bolzen-Garnitur. Dabei dürfe nicht vergessen werden, dass die Belastung der Verschraubungskomponenten durch Einsatz der Verbindungselemente erheblich reduziert werde, die vom Reaktionsarm bekannten Seitenbelastungen würden entfallen. Somit entstünden keine Querkräfte, was wiederum die Fähigkeitswerte nach der Richtlinie VDI/VDE 2645 Blatt 2 (Fähigkeitsuntersuchung von Maschinen der Schraubtechnik) positiv beeinflusse.Am oberen Ende liegen Kosten pro Flansch von ca. 500 Euro (Hytorc DISC), die jedoch immer noch unter den Mehrkosten für das herkömmliche Verschrauben von Flanschen lägen. Denn Beschädigungen an Flanschauflageflächen müssten bisher aufwändig und kostenintensiv nachgearbeitet werden. Die Folge: Unter erheblichen Aufwendungen wären die Flansche neu zu berechnen, was wiederum längere Stillstand Zeiten zur Folge haben könnte.Kombiniere man den Schrauber mit einem dieser Elemente, ließen sich solche Ausfälle minimeren – unter anderem durch das problemlose Erhöhen der Nennvorspannkräfte. Sind Werkzeuge sowie Verschraubungselemente kompakt gestaltet, könnten die Schraubverbindungen an Bauteilen wie Rotorblättern, Turbinen, Flanschen oder Drehkränzen bereits in der Konstruktionsphase von vorn herein enger gesetzt und somit deren Anzahl erhöht werden. Bauteile wie Flansche ließen sich kleiner, schlanker und flacher konstruieren.
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