zulässige Toleranz des Abschaltmomentes: Oberer zulässiger Grenzwert minus unterer Grenzwert aus der Sicht der Schraube; mittlere Streuung des Abschaltmomentes: durch eine Versuchsreihe ermittelte Abschaltmomente, mit denen durch statistische Rechnung die Streuung des Abschaltmomentes berechnet wird (Standardabweichung)

oder auch

In der Gleichung ist der cm-Wert von zwei Faktoren abhängig:

• Die „mittlere Streuung des Abschaltmomentes“ (Maschinenstreuung), ist eine Maschinengröße, die für jede Maschine und jeden Drehmomentwert durch eine Versuchsreihe ermittelt wird.
• Die „zulässige Toleranz des Abschaltmomentes“ (Toleranz) ist eine Variable (aus der Sicht der Schraube), die frei festgelegt werden kann.

Möchte also ein Schrauberhersteller einen cm-Wert von 1,67 erhalten, so kann er die Variable „Toleranz“ so verändern, daß ein cm-Wert (bzw. ein cmk-Wert) von 1,67 erreicht wird. Das ist legitim, unterschlägt jedoch die Tatsache, daß die Toleranz einer Schraubverbindung nicht beliebige Werte annehmen kann und in der Regel vom Konstrukteur und nicht vom Schrauberhersteller festgelegt wird!

Beide Schrauber haben einen cm-Wert von 1,67. Der wesentlich schlechtere Schrauber 2 erreicht diesen Wert mit Verwendung einer dementsprechend vergrößerten zulässigen Toleranz. Nur mit der zusätzlichen Angabe der zulässigen Toleranz erkennt man also die wahre Qualität des Schraubers.

Was will man mit dem cm-Wert eigentlich aussagen?

Schauen wir hierzu nochmals die Gleichung für die Berechnung des cm-Wertes an.

Der cm-Wert ist das Verhältnis der zulässigen Toleranz zur 6-fachen mittleren Maschinenstreuung. Die zulässige Toleranz ist z.B. die Vorgabe der Konstruktion für eine Verschraubung. Die mittlere Maschinenstreuung ist ein durch eine Meßreihe mit 50 Meßwerten ermittelter und berechneter Wert. Dieser Wert heißt auch Standardabweichung. Weshalb verwendet man die 6-fache Maschinenstreuung und nicht z.B. die einfache? Man könnte ja meinen, wenn die Maschinenstreuung gleich groß ist wie die Toleranz, dann bewegt man sich im grünen Bereich und ist immer besser oder gleich der Vorgabe. Das liegt daran, daß die Qualitätsabteilung verlangt, daß die vorgegebene Toleranz unter allen Umständen und unter Einbezug aller Ungewissheiten eingehalten werden muß. An diesem Punkt holen wir uns ins Gedächtnis zurück, daß die Maschinenstreuung mit einer relativ kleinen (in der Regel 50) Anzahl von Messungen ermittelt wird. Schon die 51. Messung kann schlechter sein als alle vorangegangenen Ergebnisse. Um die Qualitätsabteilung zufriedenzustellen, wird die Maschinenstreuung um ein „Vertrauenspolster“ vergrößert. Doch welcher Wert ist hierfür sinnvoll? Hierzu ist ein kleiner Exkurs in die Statistik hilfreich. Wir wissen, daß große Ausreißer beim Abschaltmoment unwahrscheinlicher sind als Ausreißer, die näher am Sollwert liegen. Diese Abhängigkeit kann man in einem Diagramm darstellen welches als Gaußsche Normalverteilung oder Gaußsche Glockenkurve bekannt ist. Wird dieses Diagramm zugrunde gelegt, so bedeutet dies, daß die (mit 50 Meßpunkten ermittelte) Maschinenstreuung ohne zusätzlichem Vertrauensbereich nur für etwa 31% aller Messungen zutrifft. In wahrscheinlich 69% aller Verschraubungen liegen die Abschaltmomente außerhalb der ermittelten Maschinenstreuung. Das hat nun nicht besonders viel mit der Forderung der Qualitätssicherung nach 100%iger Einhaltung der Toleranz zu tun. Die Glockenkurve zeigt aber auch auf, daß, wenn man den Bereich der mittleren Maschinenstreuung versechsfacht, 99,99994% aller Verschraubungen innerhalb dieses vergrößerten Bereiches liegen. Anders ausgedrückt: bei 1 Million Verschraubungen treten dann im Mittel 0,6 Fehlverschraubungen auf. Das ist eine Fehlerquote, mit der auch die Qualitätsabteilung zufrieden sein dürfte. Die folgende Tabelle zeigt die Abhängigkeit des Vertrauensbereichs von der Fehlerhäufigkeit auf:

Vertrauensbereich	Innerhalb der Toleranz	Fehleranteil
1 x Maschinenstreuung	30,85 %	~2/3
2 x Maschinenstreuung	68,26 %	~1/3
3 x Maschinenstreuung	95,44 %	~5%
4 x Maschinenstreuung	99,73 %	~0,3%
5 x Maschinenstreuung	99,994 %	60 bei 1 Million (60ppm)
5,891 x Maschinenstreuung	99,9999 %	1 bei 1 Million (1ppm)
6 x Maschinenstreuung	99,99994 %	0,6 bei 1 Million
7 x Maschinenstreuung	100 %	2x10⁻⁹

Wir haben nun festgestellt, daß wenn der Quotient aus der Toleranz und der 6-fachen Maschinenstreuung 1 ergibt, bei 1 Million Verschraubungen mit 0,6 Fehlverschraubungen zu rechnen ist.

Weshalb wird nun aber ein cm-Wert von mindestens 1,67 für einen Präzisionsschrauber gefordert? In der Produktion wirken weitere Einflüsse auf den Schrauber ein, die zu einer größeren Streuung der Abschaltmomente führen werden. Aus diesem Grunde gilt eine Schrauber erst dann als uneingeschränkt fähig, wenn die Toleranz mindestens das 10-fache der mittleren Maschinenstreuung beträgt. Da der cm-Wert jedoch wie in Gleichung x als 6-fache Maschinenstreuung definiert ist, müssen wir die Gleichung mit 1,67 multiplizieren, um die erforderliche Beziehung wieder herzustellen:

Worin unterscheidet sich der cm-Wert vom cmk-Wert?

Beim cm-Wert wird davon ausgegangen, daß der Mittelwert der Maschinenstreuung symmetrisch zur Toleranz ist. Man gelangt zum cm-Wert, indem man einen Schrauber auf ein beliebiges Abschaltmoment einstellt, und 50 Meßvorgänge durchführt. Der Mittelwert der 50 Abschaltdrehmomente ist das Drehmoment, welches die Basis für die Toleranz bildet. Der cmk-Wert berücksichtigt, daß man den Schrauber nicht genau auf die Toleranzbasis einstellen kann. Sind etwa 100Nm als Sollmoment vorgegeben, so wird es ein Zufall bleiben, daß der Mittelwert von mehreren Messung exakt diese 100Nm beträgt.

Weshalb kommt bei der Berechnung des cmk nur die dreifache Maschinenstreuung zur Anwendung? Beim cm-Wert wird der komplette Toleranzbereich betrachtet. Beim cmk-Wert wird bei jeder Rechnung nur eine Seite des Toleranzbereiches betrachtet. Deshalb wird auch der Vertrauensbereich halbiert.

Als vertiefende Literatur können wir folgende Links empfehlen:
Statistische Verfahren für die Schraubfallanalyse (Atlas Copco)
Verschraubungstechnik und Qualitätssicherung (Deprag Schulz)



Grundsätzlich kann man die Schraubtechnik wie folgt klassifizieren:

• kontinuierlich drehende Werkzeuge
• intermittierende Werkzeuge (z.B. Hydraulikschrauber)
• schlagende Werkzeuge (Schlagschrauber, Impulsschrauber)

Antriebsseitig ist eine weitere Klassifizierung möglich:

• elektrisch angetriebene Schrauber (Servoschrauber, EC-Schrauber, Pneumatikschrauber, Elektroschrauber
• pneumatisch angetriebene Schrauber (Pneumatikschrauber mit Abschaltkupllung oder Würgeschrauber)
• hydraulisch angetriebene Schrauber (Hydraulikschrauber)
• manuell angetriebene Schrauber (Handschrauber, Handvervielfältiger)

Hier die wichtigsten Hersteller von Schraubgeräten im Hochmomentbereich in Deutschland (ohne Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit der Angaben. Änderungwünsche werden geprüft gerne aufgenommen)

Kontinierlich drehende Schraubtechnik (im Sinne von handgeführten Montageschraubern):

Firmenname	Webadresse	Zusatzinfo
Alkitechnik GmbH	www.alkitechnik.de	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatik- und Elektroschraubern, Hydraulikschrauber nicht aus eigener Produktion; Hydraulikaggregate, alkitronic und alkitorc	Vertrieb in D über HV und eigenen Vertrieb Vertrieb weltweit über Partner
Plarad, Maschinenfabrik Wagner	www.plarad.de	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatik- und Elektroschraubern, Hydraulikschraubern; Hydraulikaggregaten
Lösomat, Schraubtechnik Neef GmbH	www.loesomat.de	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatik- und Elektroschraubern, Akku-Hochmomentschrauber bis 4.000Nm, Hydraulikschraubern Hydraulikaggregaten	zu Gedore gehörend
Juwel Schraubtechnik GmbH	Juwel-Schraubtechnik.de	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatik- und Elektroschraubern, kontinuierlich drehendem Hydraulikschrauber Hydraulikaggregate
ITH GmbH	www.ith.de	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatik- und Elektroschraubern, Hydraulikschrauber Hydraulikaggregate
Hytorc; BARBARINO & KILP GmbH	www.devotec.de www.hytorc.de	Hersteller von Pneumatik- Hydraulikschraubern, Hydraulikaggregaten
Norbar Torque tools Ltd.; GB	www.norbar.com	Hersteller von Handgetrieben, Pneumatikschrauber	Vertrieb in D über Partner, z.B. Richard Abr Herder KG, Hoffmann Werkzeuge
RadTorque, New World Technologies Inc.; CA	www.radtorque.com	Hersteller von Pneumatik- und Elektroschraubern,	Nähere Infos bei uns zu erfragen
Hydratight GmbH	www.hydratight.com	Hersteller von Handgetrieben, Hydraulikschraubern Hydraulikaggregaten	Vertrieb über Niederlassung D
Torcup Inc.	www.torcup.com	Hersteller von Hydraulikschraubern, Pneumatikschraubern, Hydraulikaggregaten	Vertrieb in D über Partner z.B. Schaudt Industrietechnik
Ingenieurbüro Anlauf	www.torcbrain.de	Hersteller von Akku-Hochmomentschraubern	Präzise Akkuschrauber von 30Nm bis 600Nm

Es bieten Schraubtechnik im hohen Drehmoment für die industrielle Montage:

Firmenname	Webadresse	Zusatzinfo
Atlas Copco GmbH	www.atlascopco.de	Hersteller von elektrisch und pneumatisch angetriebenen Schraubern und Schraubsystemen
Desoutter GmbH	www.desoutter.de	Hersteller von elektrisch und pneumatisch angetriebenen Schraubern und Schraubsystemen zu Atlas Copco gehörend	Handgeführte Schrauber bis 900Nm (a.Anfrage auch höher)
Cooper Tools	www.coopertools.com	Hersteller von elektrisch angetriebenen Schraubern und Schraubsystemen
AMT; Alfing Montagetechnik GmbH	www.amt.alfing.de	Hersteller von elektrisch angetriebenen Schraubsystemen	Handgeführte Schrauber bis 250Nm
Ingenieurbüro Dipl.-Ing Anlauf	www.torcbrain.de	Hersteller von Servoschraubern (EC-Schrauber)	EC-Schrauber und Servoschrauber bis 10.000Nm
Ingersoll Rand	www.ingersollrand.de	Hersteller von elektrisch und pneumatisch angetriebenen Schraubern und Schraubsystemen

Der Antriebsmotor des Schraubers liegt nicht mehr axial zur Schraubachse, sondern um 90° geschwenkt, parallel zum Handgriff. Der Schrauber verkürzt sich dadurch und durch den Verzicht auf den Teleskopabtrieb deutlich. Eine weitere Neuerung ist die um 360° drehbare Abstützung. Damit kann der Schrauber immer ergonomisch gehalten werden. Die im Vergleich zu den ETDS und ETPS Schraubern erhöhten Leerlaufdrehzahlen und reduzierten Gerätegewichte sprechen für einen performanten Einsatz bei handgehaltenen Schraubfällen. Neu ist auch ein sog. Fan-Modul als Zubehör. Dies scheint ein Tribut an die kompakte Bauform zu sein. Wird der Schrauber richtig hergenommen, muß der zusätzliche Lüfter für ausreichende Kühlung sorgen. Das Fanmodul schlägt mit 400g Zusatzgewicht zu Buche.

Herkömmliche Elektroschrauber (mit Bürsten, bzw. Kohlen):
Diese Schrauber werden mittels einem sogenannten Kollektormotor angetrieben. Über die Gebrauchsdauer zeigen diese Schrauber Verschleiß an den Kohlen, dem Kommutator und anderen mechanischen Kontakten. Diese Schrauber müssen je nach Einsatzort und Häufigkeit Ihres Gebrauches gewartet werden.

Brushless oder EC-Schrauber:
Schrauber mit elektronischer Kommutierung (Brushless-Schrauber oder EC-Schrauber) haben eine extrem lange Lebensdauer. In der Regel müssen die Antriebe nicht gewartet werden, da sie aufgrund der elektronischen Kommutierung über keine mechanisch verschleißenden Kontakte verfügen (Kohlen, Kommutator). Dadurch werden die Antriebe dieser Schrauber immer im optimalen Betriebspunkt betrieben und erreichen dadruch eine sehr hohe Lebensdauer.

Durch die elektronische Kommutierung ergeben sich weitere Vorteile:

• Höhere Drehzahl
• programmierbare Drehzahlprofile (z.B. Sanftanlauf)
• ausreichend genaue Drehmomentabschaltung durch Motorstrommessung
• Drehwinkelabschaltung
• hoher Wirkungsgrad geringes Gewicht

Für die Steuerung der Schrauber kommt ein speziell für diese Erfordernisse entwickeltes Interface zur Anwendung. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß torcbrain EC-Schrauber problemlos in die Produktionsumgebung integriert werden können. Das Interface stellt hierfür eine Reihe genormter Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Sollwert-, Messwertübergaben, Steuerbefehle usw. können über diese offenen Schnittstellen laufen.

Nachrüstbare Werkzeuge:
Elektroschrauber, Luftschrauber, Hydraulikschrauber, Hydraulikpumpen, Spannzylinder.

Unterstützte Schraubverfahren (vgl. DIN 18800/7, VDI2230)
-Drehmomentgesteuertes Verschrauben.
-Drehmoment-Drehwinkelgesteuertes Verschrauben
-Kundenspezifische Anziehverfahren: Beispiel…

Weitere Features:
-Intelligente Start-Stop  Erkennung , d.h kein Eingriff
am PC bei Serienverschraubungen.
-Verschrauben auch ohne PC möglich.
-Baustellentauglich IP54 -20°C bis +45°C
-Sonnentaugliches Display
-graphische Bedienerführung bei der Schraubenmontage

Hersteller von Schraubeinheiten
Hersteller von Handschraubern im kleinen Drehmomentbereich
Hersteller von Schraubautomaten
Hersteller von Drehmomentmesstechnik
Hersteller von Sondermaschinen für die Schraubtechnik und Montagetechnik

Aufgrund der umfangreichen Thematik freuen wir uns über Ihre Bewerbung. Dieser Service ist kostenlos.

Das Rüsten der Schraubtechnik auf die drei erforderlichen Stichmaße wird durch drei entsprechende Zwillings-Drehmoment-Abstützungen realisiert. Der Zeitaufwand hierfür übertraf die Vorstellungen des Kunden. Zu untersuchen sind ebenfalls auftretende Auffälligkeiten des Endmomentes. Das Endmoment zeigt vereinzelte Ausreißer nach oben. Informationen zur Schraubfallanalyse können hier nachgelesen werden.
Aufgabe ist es, eine einhändig handzuhabende Stichverstellung für drei Positionen zu konstruieren. Hinzu kommt, daß bei jedem Stichwechsel ebenfalls die Nüsse gewechselt werden müssen. Kraftnüsse werden normalerweise mit einem Stift und dieser wiederum mit einem O-Ring gesichert. Durch den Einsatz von neu entwickelten Sondernüssen konnte die Nebenzeiten des Nusswechsels auf ca. 15% gedrückt (push-pull) werden. Die Bedienung der Schraubtechnik wurde durch ergonomische Startgriffe auf den Stand der Technik gebracht. Je ein Taster links und rechts ermöglichen ein bequemes Einfädeln einer jeden Nuß. Durch gleichzeitiges drücken der beiden Start-Taster laufen beide Schrauber dann gleichzeitig an. So ist ein Positionieren und Vollenden des Schraubfalles ohne umgreifen mit dem durchdachten Bedienkonzept möglich. Häufig vorkommendes Verstellen des Achsabstandes der Schraubtechnik erledigt der Werker nun mit einer Hand. Die Stichverstellung wird durch einfaches Betätigen eines Rastbolzens ausgelöst.