der BENSELER Newsletter 02/2020

04. Dezember 2020
der BENSELER
Dr. Mathias Mühleisen, Birgit Werner-Walz, Thomas Müller
Dr. Mathias Mühleisen, Birgit Werner-Walz, Thomas Müller

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Was viele geahnt haben, hat sich inzwischen bestätigt: Das Covid 19-Virus lässt nicht locker und bestimmt weiterhin unsere gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Geschicke. Und damit naturgegeben auch die Abläufe der BENSELER-Firmengruppe. Doch eines bleibt gewiss: Wir sind für Sie da – mit der gewohnten Qualität und Zuverlässigkeit. Das belegen auch die Projekte, die wir in dieser Ausgabe des BENSELER-Newsletters präsentieren. Darunter einige, mit denen wir unsere Prozesse für Sie, unsere Kunden, weiter optimieren, wie etwa die Beiträge zur voll automatisierten Prüfung von Kleinteilen und zum CAQ-Rollout beschreiben.

In diesem Sinne wünschen wir Ihnen eine interessante Lektüre.

2 Themen des aktuellen Newsletters möchten wir Ihnen hier vorstellen:

Das technische Geschehen mitgestalten   

Warum Schrauben im Allgemeinen und Gewindesicherungen im Besonderen eine hochkomplexe Angelegenheit sind, erklärt Jens-Paul Hänig, Geschäftsführer der BENSELER BETEO GmbH & Co. KG und Obmann einer DIN-Arbeitsgruppe, im Interview.

Denkt der Laie an Schrauben, weiß er oft nicht, wie viel hochkomplexe Technologie hinter und in diesen Verbindungselementen steckt. Geschweige denn, dass er das Thema Gewindesicherung kennt. Wie sieht es damit in der Fachwelt aus? Ist dieses Thema dort ausreichend bekannt?
Das Thema Schraube ist in der Tat sehr komplex, auch wenn es oft nicht so erscheint. Jeder kennt von Kind an die Funktion einer Schraube – also kann’s so schwierig ja nicht sein … Allerdings sind Schrauben, die an hochbeanspruchten Orten eingesetzt werden, wie im Auto oder Flugzeug, im Maschinenbau oder bei Anlagen zur Energiegewinnung wie etwa Windkrafträdern, speziell konstruierte Bauteile. Zuverlässige Verschraubungen, vor allem im sicherheitsrelevanten Verbau, lassen sich nur durch exakte Vorgaben hinsichtlich Anziehdrehmoment, Vorspannkraft, Reibwerte etc. erreichen. Sie sind also das Ergebnis komplexer Berechnungen.
Der Bereich Gewindesicherungen wiederum kommt nur in einem Teil dieser Anwendungsfälle zum Einsatz. Zum Beispiel dann, wenn eine zusätzliche Sicherung gegen Lösen oder Verlieren der Verbindung notwendig ist. Daher tauchen selbst bei Fachleuten immer wieder Fragen zu Details dieser besonderen Beschichtungen auf. Etwa beim Konflikt zwischen reibwertoptimierter Oberfläche einerseits und maximaler Klebung andererseits. Hier ist besondere Vorsicht gefragt – und gegebenenfalls auch eine explizite Vereinbarung. Wer sich nicht direkt mit dieser Thematik beschäftigt, tut sich daher oft schwer, die komplexen Anwendungsfälle bei Gewindesicherungen zu verstehen.


Was können Gewindesicherungen leisten?
Eine Gewindesicherung kann eine Schraubverbindung zusätzlich zur konstruktiv berechneten Sicherheit gegen selbsttätiges Lösen oder gegen Verlust der Schraube sichern. Zusätzlich gibt es Varianten, die die Verbindung gegen Gase und/oder Flüssigkeiten abdichten. Diese Sicherheitsbeschichtungen sind in vielen Anwendungsfällen ein unverzichtbarer Bestandteil der Konstruktion oder des jeweiligen Anwendungsfalls bzw. Einsatzbereichs einer in der Regel aus Schraube und Mutter bestehenden Gewindeverbindung.

Was sind besondere Herausforderungen?
Die immer wieder neuen Anwendungsfälle mit Gewindeteilen, die unsere Kunden an uns herantragen. Und häufig auch die scheinbar kontroversen Anforderungen wie beispielsweise eine maximale Sicherung versus einfache Demontagemöglichkeiten. Oder – ein Dauerthema – der scheinbare Widerspruch zwischen reibwertoptimierten Oberflächen etwa durch Schmierung einerseits und maximaler Klebung andererseits.

Sie haben sicher sehr unterschiedliche Kunden mit ganz unterschiedlichen Einsatzbereichen. Können Sie uns einige Beispiele nennen?
Der Großteil der Kunden kommt aus dem Automobilbereich. Hier werden sicherheitskritische Verschraubungen zusätzlich bearbeitet, um eine höhere Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Aber es gibt auch andere Anwendungsfälle, wie die Verschraubungen an Laufketten von Pistenbullys oder im Elektrobereich die Kleinstschrauben für Notebooks. Oder aber auch die Verschraubungen an der sogenannten Weißen Ware wie Waschmaschinen.

Thema Transformation von Verbrenner- hin zu Elektroantrieben in der Automobilindustrie: Betrifft das Thema auch die Verbindungselemente?
Auf jeden Fall! Hier wird es einen Wandel geben. Denn bei Elektroautos gibt es natürlich keine Verbrennungsmotoren oder klassische Getriebe, beides Bereiche, in denen viele, oft auch größere Schrauben benötigt werden. Die Anwendungsbereiche im Elektrobereich unterscheiden sich komplett, etwa bei der Produktion der großen Batteriepakete, bei denen Größe und Schrauben-Auslegung völlig anders sind. Die gesamte Peripherie wie Bremsen, Anbauteile oder Aggregate wie Heizung o. ä. sind jedoch bei Elektroautos ähnlich wie bei Verbrennern.

Sie sind im Schraubenverband Deutschland engagiert und Obmann im DIN-Ausschuss.
Was sind die Aufgaben dieser beiden Institutionen?

Der Schraubenverband vertritt die Interessen der Schrauben-, Muttern- und Nieten-Hersteller. Das Ziel ist, die gemeinsamen wirtschaftlichen, technischen und wissenschaftlichen Interessen der Mitglieder zu fördern. Dazu gehört zum Beispiel eine gemeinschaftliche Grundlagenforschung auch in enger Zusammenarbeit mit Hochschulen und anderen europäischen Verbänden.
Das Deutsche Institut für Normung e. V. (DIN) ist die unabhängige Plattform für Normung und Standardisierung in Deutschland und weltweit. In Arbeitsgruppen werden hier Normen zu gezielten Themengebieten erarbeitet, wie beispielsweise die DIN 267 Teil 27 als Standard für die Schrauben mit klebender Beschichtung oder die DIN 267 Teil 28 für Schrauben mit klemmender Beschichtung.

Was sind dort Ihre jeweiligen Aufgaben?
Ich bzw. wir – denn es sind weitere Kollegen der BENSELER-Firmengruppe in beiden Institutionen engagiert – arbeiten an den spezifischen Aufgabenstellungen etwa zur Bewertung von Korrosionsverhalten oder Verbaubarkeit von Verbindungselementen mit.
Als DIN-Obmann koordiniere ich die Arbeit der Arbeitsgruppe DIN 267, unser Ziel ist dabei die Revision der 267/27.
Für uns als BENSELER-Mitarbeiter ist es wichtig, in solchen Gremien aktiv vertreten zu sein, denn hier treffen wir unsere Kunden und hören aus erster Hand deren Bedürfnisse. Zudem können wir hier unsere Erfahrungen einbringen und das technische Geschehen mitgestalten.

Jens Paul Hänig
kommt ursprünglich aus der Schraubenherstellung. Den Bereich Gewindesicherungen der heutigen BENSELER BETEO GmbH & Co. KG in Gummersbach hat er als Geschäftsführer übernommen und in den vergangenen 20 Jahren weiterentwickelt. Daneben ist er Obmann einer Arbeitsgruppe beim Deutschen Institut für Normung e. V. (DIN) und aktives Mitglied im Deutschen Schraubenverband e. V.

Jens Paul Hänig

Blitzschnell sondiert 

Eine Anlage, die schwarz lackierte Kleinteile rasend schnell in großer Stückzahl vollautomatisch auf optische Fehler überprüft: BENSELER hat die Prüfanlage für ein KTL-Kundenprojekt von der bisherigen Sicht- auf eine voll automatisierte Prüfung umgestellt.

Blitzschnell sondiert

Automatisierung in der Produktion ist nicht erst seit Industrie 4.0 ein Thema beim Oberflächenspezialisten BENSELER. Auch im Bereich der Qualitätssicherung, und hier im Besonderen bei der optischen Prüfung von Kleinteilen. „Wir versehen seit mehreren Jahren für einen Großkunden Aluminium-Fließpressteile mit schwarzer KTL-Beschichtung“, erläutert Markus Hauser, Werkleiter bei BENSELER Beschichtungen GmbH & Co. KG, Kornwestheim. Diese zirka 10 mm hohen, im Durchmesser etwa 15 mm breiten Aluminiumteile agieren als Bestandteil der Sensoren, die später im Automobil zur Abstandsmessung eingesetzt werden. Angesichts neuer technischer Möglichkeiten beschloss das Unternehmen, die bisherige Sichtprüfung auf eine automatisierte Prüfung umzustellen. Was sich jedoch angesichts der Kleinheit der Teile als nicht so einfach herausstellte. „Wir waren lange auf der Suche nach einem Kooperationspartner“, erinnert sich Markus Hauser. Die Wahl fiel auf das Fraunhofer-Institut, an das BENSELER einen entsprechenden Forschungsauftrag vergab. Das Ergebnis ist eine Anlage, die die schwarz lackierten Teile rasend schnell in großer Stückzahl vollautomatisch auf optische Fehler überprüft. Dabei identifiziert sie nicht nur die bekannten Fehlermuster, sondern erkennt auch selbstständig Unregelmäßigkeiten im Lackbild. Möglich macht’s eine smarte, also selbst lernende Software.

Im Sekundentakt
Haben die Teile ihre KTL-Beschichtung entsprechend den Kundenvorgaben erhalten, werden sie in speziell angefertigten Transportbehältern in die neue Prüfanlage gefahren. Dort sind sie den scharfen Blicken von 19 Kameras ausgesetzt, die innerhalb von drei bis vier Sekunden 2.000 Bilder in Full-HD-Auflösung von der Außenwand der Prüflinge machen. Dabei laufen die Teile mit einer Geschwindigkeit von 18 Metern pro Minute durch das System. Parallel dazu wertet die Software im Hintergrund die bei ihr eingehenden Bilddaten gemäß den programmierten Fehlermustern aus. Tatsächlich erkennen die Kameras zum Beispiel Erhebungen (Pickel) im Zehntel-Millimeterbereich sowie Kratzer und Einschlüsse. Um das möglich zu machen, beleuchten leistungsstarke LED-Lampen die Produkte während ihrer Fahrt durch die Anlage von drei Seiten. Und zwar sehr kurz und intensiv mit Lichtblitzen im Bereich von 10 µs, damit Bewegungsunschärfe und Fremdlichteinflüsse vermieden werden und letztlich extrem scharfe Bilder entstehen.

Kollege Mensch übernimmt
Am Ende der Prüfanlage wartet ein Roboter auf die geprüften Teile. Dieser pickt n.i.O.-Teile heraus, füllt die Lücken mit i.O.-Teilen auf und schickt die Transportbehälter weiter zu den Kolleginnen und Kollegen der Qualitätssicherung, die die Endprüfung durchführen. Nach dieser letzten Sichtprüfung per Auge gehen die fertigen Komponenten in aller Regel in die Weiterverarbeitung.

„Die neue Prüfanlage ist angesichts der hohen Stückzahlen eine große Entlastung für die Kolleginnen und Kollegen in der Produktion“, sagt Markus Hauser. Zudem ist sie auch unter Industrie 4.0-Gesichtspunkten eine wichtige Errungenschaft – auf der sich BENSELER allerdings nicht ausruht: „Ein nächster Schritt wird sein, eine vollautomatisierte Sichtprüfung für ähnliche Bauteile zu entwickeln.“

Hier können Sie den aktuellen Newsletter im PDF-Format herunterladen:

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