Befestigungsqualität: Der Teufel steckt im Detail
Qualitativ hochwertige Schraubverbindungen sind eine Grundvoraussetzung für sichere, wirtschaftliche Konstruktionen. Aber was macht gute Qualität aus und wie stellen wir sicher, dass wir gute Qualität erhalten? Bolted ist dieser Frage auf den Grund gegangen.
Wenn sich während der Fahrt die Radmuttern an Ihrem Wagen lösen, führt dies vermutlich Schäden am gesamten Fahrzeug mit sich. Dies gilt auch, wenn eine Schraubverbindung in einem Motor bricht. Wenn Schraubverbindungen versagen, zieht dies meist ernsthafte Folgen nach sich.
„Das Verbinden der einzelnen Teile ist einer der wichtigsten Schritte bei der Lieferung eines Produktes oder eines Systems. Und die Schraubverbindung ist hierbei die wichtigste Komponente“, erklärt Maxime Thonnerieux, Global R&D Director bei Nord-Lock.
Es ist von größter Wichtigkeit, dass Schraubverbindungen ihre Funktion erfüllen. Sie müssen über die gesamte Lebensdauer des Produkts sicher und zuverlässig sein, und hier kommt das Qualitätskonzept ins Spiel.
Wenn wir minderwertige Schraubverbindungen verwenden, besteht immer das Risiko, dass die Teile nicht montiert werden können oder dass die Schraubverbindungen bei der Montage brechen. Die gravierendsten Folgen treten jedoch häufig dann auf, wenn bei der Montage alles in Ordnung zu sein scheint und die schlechte Qualität erst später zu Problemen führt. Hierbei kann es sich um Korrosion, das Lösen oder das Versagen einer Schraubverbindung aufgrund von Metallermüdung handeln.
„Wir haben zahlreiche Fälle gesehen, bei denen Schraubverbindungen im gutem Glauben montiert wurden, die später versagt haben“, erklärt Bengt Sehlå vom Schwedischen Institut für Stahlbau.
Ein nicht so erfahrener Hersteller kann die Komponenten einer Schraubverbindung beispielsweise beim Auftragen der Beschichtung zu große Hitze aussetzen. Dies führt dazu, dass Wasserstoff in den Stahl wandert und diesen brüchig macht, was wiederum zu einer Verschlechterung der Stahlgüte führt.
Der erste Schritt, um gute Qualität sicherzustellen ist, Schraubverbindungen zu wählen, die die entsprechenden Vorgaben und Normen erfüllen. In Europa müssen beispielsweise sämtliche Baustoffe und Komponenten eine CE-Kennzeichnung tragen. Damit wird bestätigt, dass sie den grundlegenden Funktions- und Sicherheitsnormen im Einklang mit den vorgeschriebenen Prüfverfahren entsprechen.
„Leider gibt es jedoch Hersteller, die ihre Produkte widerrechtlich mit einer CE-Kennzeichnung versehen. Daher empfiehlt es sich als Käufer, regelmäßig Stichproben zu machen, um sicherzustellen, dass die Schraubverbindungen auch den Vorgaben entsprechen“, erklärt Bengt Sehlå.
Leider ist es nicht möglich, jede Schraube zu prüfen, da es sich häufig um enorme Mengen handelt und die Prüfungen die Schrauben zerstören. Außerdem gibt es Parameter, die nur mit enormem Aufwand oder gar nicht am fertigen Produkt geprüft werden können und daher nicht Teil der Normen sind. Das Beste, was ein Käufer tun kann, um sicherzustellen, dass er gleichbleibend gute Qualität erhält, ist das Festlegen einer annehmbaren Qualitätsgrenzlage. Diese basiert auf Grundlage der potentiellen Konsequenzen, die das Endprodukt betreffen und nur geringe Mengen fehlerhafter Schraubverbindungen (PPM) vom Hersteller zu akzeptieren.
Die Produktion von Schraubverbindungen ist äußerst komplex. Eine Schraubverbindung ist nicht nur ein Kleinteil, sondern ein Produkt, das zuverlässig und sicher seine Funktion erfüllen muss. Jeder Schritt des Herstellungsprozesses hat für die endgültige Qualität eine mehr oder weniger entscheidende Bedeutung.
Das Überwachen der Produktionsausrüstung ist ein wichtiger Aspekt, um gleichbleibende Qualität sicherzustellen. Wenn eine Maschine Schraube für Schraube den gleichen Vorgang ausführt, sollte deren Belastungskurve jedes Mal, wenn die Maschine den Vorgang ausführt, identisch sein. Wenn die Last von der Normalkurve abweicht, ist es Zeit, die Maschine zu stoppen und nach dem Problem zu suchen.
Welcher Teil des Produktionsablaufs der wichtigste für die Qualität ist, hängt vom Typ der Schraubverbindung ab. Bei Muttern und Schrauben sind das Gewindewalzen und das Beschichten typische Beispiele für kritische Momente in der Produktion; beim Beschichten, weil hier häufig Temperaturschwankungen vorkommen, die sich negativ auf die Stärke des Stahls auswirken können. Außerdem ist es wichtig, dass die Beschichtung im Hinblick auf ihre Haftung am Stahl sowie auf die Fähigkeit, eine ausreichende Reibung sicherzustellen, ihre Funktion erfüllt.
Es ist die Reibung, die die Spannung in einer Schraubverbindung bestimmt, wenn diese auf ein bestimmtes Drehmoment angezogen wird.
„Eine minderwertige Beschichtung kann zu einer höheren oder niedrigeren Spannung als erwartet führen“, erklärt Maxime Thonnerieux.
Übermäßige Spannung kann dazu führen, dass die Schraubverbindung während der Montage abschert, während zu geringe Spannung zu einem späteren Zeitpunkt im Lösen der Verbindung oder im Versagen durch Ermüdung resultieren kann.
Bei Sicherungsscheiben kommt es vor allem auf den letzten Prägegang an. Ein Hersteller, der auf Qualität bedacht ist, wird natürlich sicherstellen, dass jeder Produktionsschritt auf Herz und Nieren geprüft wird, vor allem die Schritte, die für Qualität und Funktion besonders wichtig sind.
Das Qualitätsbestreben eines Herstellers sollte auch nicht am Firmentor enden. Chargennummern auf jeder Schraube ermöglichen Rückverfolgbarkeit, die einen wichtigen Aspekt für das gesamte Qualitätsmanagement darstellt. Wenn ein Kunde Probleme mit einer Schraubverbindung hat, gibt die Chargennummer dem Hersteller die Möglichkeit, die gesamte Charge zu kontrollieren und somit möglicherweise die Ursache des Problems zu identifizieren. In manchen Fällen kann es auch angebracht sein, andere Kunden zu informieren, die Schrauben von derselben Charge gekauft haben.
Was können wir als Kunden tun, um sicherzustellen, dass wir qualitativ hochwertige Schraubverbindungen gekauft haben? Sicherzustellen, dass eine Zertifizierung durch Dritte vorliegt, kann bei der Suche nach Herstellern, die auf Qualität bedacht sind, hilfreich sein. Die Zertifizierung ist eine Garantie dafür, dass das Unternehmen genaue Normen und Vorgaben erfüllt.
Maxime Thonnerieux empfiehlt dem Käufer Hersteller zu wählen, die beweisen können, dass sie die erforderlichen Normen und Vorgaben erfüllen und Zulassungen und Zertifikate unterschiedlicher Industriebereiche vorweisen können.
„Ich würde den Hersteller fragen, wie er sicherstellen kann, dass all seine Produkte den Leistungskriterien entsprechen.“
Gibt es Gelegenheiten, bei denen die Entscheidung für qualitativ hochwertige Schraubverbindungen von größter Bedeutung ist?
„In tragenden Konstruktionen, in denen die Schrauben hohen Belastungen, Temperaturschwankungen, Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt werden und dort, wo Sicherheit ein absolutes Muss ist. Ich bin allerdings der Meinung, dass Sicherheit immer an erster Stelle stehen sollte“, schließt Maxime Thonnerieux ab.
Geschäftliche Vorteile
Qualitativ hochwertige Schraubverbindungen:
- … garantieren ein hohes Maß an Sicherheit.
- … haben die korrekte Form, was die Montage vereinfacht, vor allem bei der Verwendung von Automatikwerkzeugen.
- … haben hochwertige Beschichtungen, die vor Korrosion schützen, was dazu führt, dass keine Kontrollen auf Korrosionsschäden durchgeführt werden müssen.
- … wirken sich markant auf die Lebenszykluskosten aus. Auf lange Sicht sparen Sie somit Geld.