Schraubverbidnung Impulsschrauber versus Elektroschrauber

Redakteur: Juliana Schulze

Impuls- oder Elektroschrauber? Mit einem portablen Messgerät ermöglicht die Schatz AG Analysen vor Ort und hilft bei der Entscheidung für das geeignetere Schraubsystem.

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Der Impulsschrauber kann mit seiner hohen Schraubgeschwindigkeit die Prozesszeiten verkürzen. (Bild: Schatz)
Der Impulsschrauber kann mit seiner hohen Schraubgeschwindigkeit die Prozesszeiten verkürzen. (Bild: Schatz)

Wer ist schneller, Impuls- oder Elektroschrauber? Hierbei scheint es, zumindest, was die Montagegeschwindigkeit betrifft, ein Kampf zwischen Hase und Igel. So sind die Geschwindigkeiten mit denen Impulsschrauber Schrauben eindrehen, im Gegensatz zu Elektrowerkzeugen, beeindruckend. Schließlich ist die Schraubgeschwindigkeit für die Prozesszeit ein wichtigster Parameter. Sie beeinflusst die Dauer des Verschraubungsprozesses maßgeblich. Letzlich verursacht in der Schraubenmontage die Montagezeit höhere Kosten, als die Befestigungselemente an sich. Eine Untersuchung der Firma Archetype Joint in der amerikanischen Automobilindustrie hat gezeigt, dass die Prozesskosten zur Montage der Schraube etwa 50 Prozent der gesamten Kosten einer Schraubverbindung ausmachen. Die Schraube an sich verursacht nur etwa 4 Prozent der gesamten Kosten.

Impulsschrauber dreht mit hoher Geschwindigkeit Schrauben ein

Um die Prozesszeiten zu verkürzen, können Impulsschrauber in diesem Fall eine gute Lösung sein. Über die hohe Geschwindigkeit hinaus, mit der Schrauben eingedreht werden können, bietet der Impulsschrauber ein geringes Gewicht und eine nahezu reaktionsfreie Montage im Gegensatz zu einem gesteuerten Elektroschrauber. Ein gesteuerter Elektroschrauber bietet eine höhere Präzision bei der Montage und eine kontinuierliche Dokumentation jedes Schraubfalles. Für viele Schraubverbindungen jedoch, die nicht dokumentiert werden müssen, bietet sich der Impulsschrauber als produktive Lösung an.

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Hohe Drehzahl des Impulsschraubers nicht immer vorteilhaft

Allerdings bietet die hohe Drehzahl des Impulsschraubers nicht bei jeder Art von Verschraubung automatisch einen Zeitvorteil. Nimmt man eine Schraubverbindung einer M10 Schraube, die auf 50 Nm montiert werden soll, so könnte man für die Montage einen gesteuerten Elektroschrauber einsetzen, der die Schraube mit einer Drehzahl von 200 Umdrehungen pro Minute eindreht und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 20 U/min auf das Enddrehmoment montiert. Schaut man in das Datenblatt eines Impulsschraubers, so findet man für ein Drehmoment von 50 Nm durchaus Werkzeuge, die eine Leerlaufdrehzahl von 7000 U/min bieten. Ein durchaus beeindruckender Unterschied in der Geschwindigkeit der beiden Schraubsysteme, der offensichtlich ein hohes Maß an Produktivität bietet. Zur genaueren Betrachtung der Geschwindigkeit eines Impulsschraubers muss das Verfahren jedoch vollständig beleuchtet werden und der Anziehvorgang muss von seinem Verhalten her in die genauere Betrachtung der Anziehgeschwindigkeit einbezogen werden.

Ein Impulsschrauber verfügt über eine hydraulische Pulszelle. Wird ein bestimmtes Drehmoment überschritten, setzt diese Pulszelle das Drehmoment in Form von pulsförmigen Stößen fort. Diese Pulse sind von extrem kurzer Dauer, das heißt ein bis zwei Millisekunden lang und ein Pulsschrauber dieser Größenordnung produziert ca. 20 dieser Impulse pro Sekunde.

Schraube von einem bestehenden Drehmoment auf ein höheres drehen

Das Verfahren des Weiterdrehens der Schraube beruht darauf, dass die beschleunigte Masse der Pulszelle einen kurzen Stoß auf die montierte Schraube gibt. Die Energie dieses Stoßes reicht aus, um die Schraube von einem bestehenden Drehmoment auf ein höheres Drehmoment weiter zu drehen. Bei diesem Vorgang wird die vorhandene Energie der Pulszelle in ein Weiterdrehen der Schraube umgewandelt. Ist die Schraube mit einem geringeren Drehmoment montiert, so ist der Anstieg des jeweiligen Drehmomentes pro Puls höher und der Drehwinkel, den die Schraube zurücklegt, ist weiter. Kommt das Drehmoment in die Größenordnung der maximalen Kapazität des Schraubsystems, so dreht jeder Impuls die Schraube nur noch um einen geringfügigen Winkel weiter und der Anstieg des Drehmomentes wird geringer. Bei Impulsschraubern ohne Abschaltvorrichtung ergibt sich somit irgendwann ein Verhalten, dass die jeweiligen Pulse die Schraube nicht mehr weiter drehen und sich ein Enddrehmoment einstellt.

Teil 2: Verhältnis von Eindreh- und Anziehgeschwindigkeit entscheidend

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