WARUM LÖSEN SICH SCHRAUBEN? - Nord-Lock
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EIN MAGAZIN ZUM THEMA VERSCHRAUBUNGSTECHNIK WWW.BOLTED.COM # 2 2018 BOLTED WARUM LÖSEN SICH SCHRAUBEN? UND WIE LASSEN SICH DAMIT VERBUNDENE AUSFALLZEITEN UND SICHERHEITSRISIKEN VERMEIDEN GESCHWINDIGKEIT FUSIONSKRAFT IN ALLER STILLE ES WIRD HEISS HÖCHSTE DIE ENERGIE- WIRKSAMER, DIE RICHTIGEN SICHERHEIT QUELLE DER ABER KOMPAKTER ASME-SCHRAUBEN FÜR SCHNELLZÜGE ZUKUNFT LÄRMSCHUTZ FÜR FLANSCHE
NORD-LOCK.DE
DIE INTELLIGENTERE WAHL
Nord-Lock Keilsicherungsscheiben verhindern das
Losdrehen von Schrauben – damit Sie sich sicher
fühlen, wo auch immer Sie sind.
NORD-LOCK LÖSUNGEN
DIE ORIGINAL
KEILSICHERUNGSTECHNOLOGIE
bolted # 2 2018
Neues zum Thema Verschraubungstechnik – ein Kundenmagazin der Nord-Lock Gruppe
Das Magazin Bolted wird von der Nord-Lock
Gruppe herausgegeben und soll dazu beitragen,
das Wissen über Schraubenverbindungen
Die Welt wird kleiner –
die technische
zu erweitern. Die Nord-Lock Gruppe ist
ein Weltmarktführer auf dem Gebiet der
Verschraubungstechnik mit einem breiten
Produktangebot, zu dem unter anderem
Nord-Lock Keilsicherungslösungen,
Herausforderungen größer
Superbolt-Spannelemente, hydraulische
Vorspannwerkzeuge von Boltight und Expander
System gehören. Weitere Informationen
entnehmen Sie
www.nord-lock.com
N
Boltederscheint zweimal jährlich in chinesischer, ächstes Jahr feiert das Magazin Bolted sein unseren Kunden, um sie mit unserem Know-
deutscher, englischer, finnischer, französischer, zehnjähriges Bestehen als Informations- und how bestmöglich unterstützen zu können. Der
italienischer, japanischer, koreanischer,
schwedischer und spanischer Sprache. Das Inspirationsquelle für Ingenieure und Techniker Aufbau neuer Standorte auf der ganzen Welt
Magazin ist für Nord-Lock Kunden weltweit auf der ganzen Welt. Technische Herausforderungen ist dafür äußerst wichtig, weshalb wir uns auf
kostenlos erhältlich. faszinieren uns noch immer und die Lösungen sind unsere Expansion nach Indien, Australien und
CHEFREDAKTEURIN: bahnbrechender als je zuvor! Lateinamerika freuen. Außerdem hat Nord-Lock
Carin Esberg Lagerstedt
carin.lagerstedt@nord-lock.com Diese Ausgabe enthält einen Themenartikel, der Deutschland eine neue Niederlassung bezogen, mit
sich der scheinbar einfachen Frage widmet: „Warum der wir die Verfügbarkeit unserer Produkte in ganz
MITHERAUSGEBER:
Alexander Wennberg lösen sich Schrauben?“ Darüber hinaus befassen Europa verbessern.
alexander.wennberg@nord-lock.com wir uns mit einem der komplexesten Projekte der Neben der stärkeren physischen Unterstützung
PRODUKTION: Branche, ITER (Seite 18), das die Nutzung von unserer Kunden entwickeln wir neue digitale Tools,
Spoon, Malmö Fusionskraft als unbegrenzte Quelle für saubere die das Thema Verschraubungstechnik vereinfachen
www.spoonagency.com
Energie zum Ziel hat. Unter anderem maßgefertigte und den Kunden bei der effektiveren
REDAKTIONSMANAGER:
Ulf Wiman Superbolt Spannelemente sollen dieses gigantische Nutzung unserer Produkte helfen
ulf.wiman@spoon.se Projekt zum Leben erwecken. sollen. Der Fastener Dimension
Martin Östling Nord-Lock Keilsicherungsscheiben sind eine Guide und der Torquelator von
martin.ostling@spoon.se
langbewährte Lösung in der Eisenbahnindustrie, Nord-Lock sind nur zwei der
ÜBERSETZUNGEN:
LanguageWire da sie sich ideal für die Herausforderungen im neuen, hilfreichen webbasierten
www.languagewire.com Zusammenhang mit großen Entfernungen, Tools, die Sie auf unserer
PREPRESS: permanenter Vibration und maximalen Website herunterladen
Spoon Sicherheitsanforderungen eignen. In dieser können!
TITELBLATT: Ausgabe stellen wir Ihnen zwei Anwendungen im
Illustrationen: Dan Hambe Hochgeschwindigkeitssektor vor – eine aus Japan Viel Spaß beim Lesen!
Unverlangt eingesandte Manuskripte werden (Seite 4) und eine aus Deutschland (Seite 12). Es ist
nicht akzeptiert. Reproduktion des in dieser Publi-
kation enthaltenen Materials nur nach vorheriger eine gängige Meinung, dass die Eisenbahn auf der
Genehmigung. Anfragen werden an den Redak- Langstrecke nicht mit dem Flugzeug konkurrieren
tionsmanager gestellt. In Boltedveröffentlichte kann, aber das könnte sich ändern, zumal technische
Artikel sowie geäußerte Meinungen und Ansich-
ten müssen nicht notwendigerweise die Meinung Innovationen die Welt immer kleiner werden lassen.
und Ansichten von Nord-Lock oder der Redaktion Apropos kleinere Welt: Bei der Nord-Lock
wiedergeben.
Gruppe legen wir viel Wert auf die Nähe zu CARIN LAGERSTEDT
Sie können uns jederzeit Ihre Kommentare MARKETING MANAGER
oder Anregungen zukommen lassen: bolted@
spoon.se
Gedruckt in Schweden von V-TAB auf UPM
Finesse Gloss 100 g und Maxigloss 200 g.
Boltedwird zu Informationszwecken
herausgegeben. Die in dem Magazin
enthaltenen Informationen sind allgemeiner 08 12 16
Natur und sind nicht als Ratschläge oder
Entscheidungsgrundlage für einen bestimmten
Verwendungszweck anzusehen. Die Nutzung der
gelieferten Informationen erfolgt auf alleiniges
Risiko des Nutzers, und Nord-Lock kann in
keinerlei Hinsicht für Schäden verantwortlich
gemacht werden, die direkt, unbeabsichtigt, als
Folge von oder indirekt durch die Verwendung
der in Bolted enthaltenen Informationen
entstehen.
Sie haben das Magazin Bolted erhalten, weil
Sie Kunde, Partner oder Vertriebspartner von
Nord-Lock sind und uns entweder beim Bestellen
von Produkten, beim Besuch einer Messe oder
durch Abonnieren des Magazins Ihre Adresse
mitgeteilt haben.
INHALT
Falls nicht von Ihnen, haben wir Ihre
Kontaktdaten von einem Dritten erhalten. Wir
08 Warum lösen sich 15 Frischer Wind
verarbeiten Ihre Kontaktdaten, damit wir Ihnen
auf der Rechtsgrundlage des berechtigten
Schrauben? Ivan Pineda von WindEurope erläutert die wichtigsten
Interesses das Magazin Bolted und damit Die Erhaltung der Vorspannkraft über längere Zeit Neuerungen und Trends im Bereich Windenergie.
aktuelle Informationen über unsere Produkte und ist einer der grundlegendsten und wichtigsten As-
Dienstleistungen zur Verfügung stellen können.
Wenn Sie in Zukunft keine Exemplare des
pekte von Schraubenverbindungen.
Magazins mehr wünschen, informieren Sie uns
bitte unter: unsubscribe@nord-lock.com 12 Der Lärm bleibt unten 16 Über Stock und Stein
Eine innovative neue Lärmschutzwand senkt den Warum man bei einem 500 Tonnen schweren,
Lärmpegel von Zügen, ohne das Landschaftsbild 7 Meter hohen Muldenkipper besser nicht an
erheblich zu zerstören. der Sicherheit spart.
04 MIT DER NORD-LOCK GRUPPE GESICHERT 17 AUSBLICK – DIE WELT DER SCHRAUBENVERBINDUNGEN
07 DIE EXPERTEN
BOLTED # 2 2018 3
MIT DER NORD-LOCK GRUPPE GESICHERT
TEXT: KEISUKE OKADA FOTO: BLANSCAPE
KEINE GRENZEN FÜR HOCHGESCHWINDIGKEITSZÜGE
KUNDE: PRODUKT: WAGENGEWICHT: SITZPLÄTZE:
CENTRAL JAPAN RAILWAY COMPANY SHINKANSEN-BAUREIHE N700 713 TONNEN (N700A, KONFIGURATION MIT 16 WAGEN) 1.323 (16 WAGEN)
TRIEBWAGENKONFIGURATION: ABMESSUNGEN MITTELWAGEN (L/B/H, MM): HÖCHSTGESCHWINDIGKEIT:
14M2T 24.500/3.360/3.600 300 KM/H (SANYO-SHINKANSEN)
DIE CENTRAL JAPAN RAILWAY Company Nord-Lock Gruppe Keilsicherungsscheiben die die Anzahl der Wagen von derzeit 16
(JR Central) betreibt die Shinkansen- für den Bau der Züge. auf zwölf oder sogar acht reduziert werden
Hochgeschwindigkeitszüge, die Tokio und Diese halfen bei der Lösung eines kann. Dadurch könnte das N700S-Modell
Osaka – die beiden größten Städte Japans – langjährigen Verschraubungsproblems, kostengünstiger für ausländische Märkte
miteinander verbinden. das davor viele Stunden Sicherung und produziert werden, was sich gut in die
Neben fortschrittlichen Technologien und Wartung nötig machte. Dadurch wurde Infrastruktur-Exportstrategie der japanischen
Betriebssystemen hat das Thema Sicherheit mehr Zeit für andere Stellen im Prozess Regierung einfügt.
für JR Central immer höchste Priorität. Auf gewonnen. Durch den Einsatz der Nord-Lock Unterdessen arbeitet JR Central
der Tokaido-Shinkansen-Strecke erreichen Keilsicherungsscheiben konnte JR Central bereits an der nächsten großen
die aktuellen Hochgeschwindigkeitszüge der zudem viele Sicherungsmuttern einsparen Innovation im Eisenbahnsektor – der
Baureihe N700A mit 16 Wagen (eingeführt und so das Gewicht der Wagen senken. supraleitenden Magnetspulentechnik für
im Jahr 2013) eine Höchstgeschwindigkeit Derzeit befinden sich die neuen N700S- die Magnetschwebebahn Maglev. Der
von 285 km/h. Selbstverständlich muss dabei Züge (S=Supreme), deren Einführung 2020 kommerzielle Betrieb mit einer erstaunlichen
die Verschraubung absolut zuverlässig sein. geplant ist, in der Testphase. Das wichtigste Höchstgeschwindigkeit von 500 km/h ist für
Seit dem ersten N700-Modell, das seinen Merkmal dieses neuen Modells ist die 2027 geplant.
Betrieb 2007 aufgenommen hat, liefert die verbesserte neue Unterflurtechnik, durch
ZEITGEWINN
Die Nord-Lock
Keilsicherungs-
scheiben halfen
bei der Lösung ei-
nes langjährigen
Verschraubungs-
problems, das da-
vor viele Stunden
Sicherung und
Wartung nötig
machte.
4 BOLTED # 2 2018
„Anfangs scheuten wir uns vor der Einführung neuer Produkte“
Heute ist die Central Japan Railway Company Leiter des Geschäftsbereichs Shinkansen, Ab- und so weiter.“
sehr zufrieden mit der Leistung der Nord-Lock teilung Schienenfahrzeuge. „Unser Vertrauen Zu der Zeit wurden die Keilsicherungsschei-
Keilsicherungsscheiben, aber es gab anfängliche in die Nord-Lock Keilsicherungsscheiben stieg, ben noch nicht wie heute miteinander verklebt,
Zweifel. je mehr überzeugende Informationen wir er- aber die Nord-Lock Gruppe reagierte schnell auf
„Um ehrlich zu sein, ist in diesem Bereich hielten, beispielsweise über die tatsächliche Verbesserungswünsche. „Das war wichtig und
eine extrem hohe Zuverlässigkeit vonnöten, Leistung in einem Vibrationstest, den Vergleich so konnten wir uns schließlich sicher sein, dass
weshalb wir uns zunächst vor der Einführung mit den quantitativen Daten der bestehenden wir uns immer voll auf die Unterstützung der
neuer Produkte scheuten", sagt Tadashi Fujii, Verschraubung, das technische Support-System Nord-Lock Gruppe verlassen können“, so Fujii.
BOLTED # 2 2018 5
MIT DER NORD-LOCK GRUPPE GESICHERT
FOTO: PRO COMP
WENN ES HART AUF HART KOMMT
KUNDE: ORT: GEGRÜNDET: PRODUKT:
PRO COMP USA COMPTON, KALIFORNIEN 1992 BEADLOCK FÜR OFFROAD-RÄDER
GEPRÜFT: LÖSUNG:
DREHMOMENT/VORSPANNKRAFT EINER 5/16-ZOLL-SCHRAUBENVERBINDUNG NORD-LOCK KEILSICHERUNGSSCHEIBEN
OFFROAD-FAHRZEUGE schaffen das, woran die meisten
Autos und Lastwagen scheitern würden. Ganz gleich, ob durch
Schlamm oder einen steilen Berghang hinauf – diese Fahrzeuge
brauchen moderne Technologie, um in Topform zu bleiben. Ein
Beadlock ist eine wichtige Vorrichtung an Offroad-Fahrzeugen,
die selbst unter harten Bedingungen verhindert, dass sich der
Reifen und die Felge eines Rades gegeneinander verdrehen.
Im Jahr 2015 wandte sich Pro Comp USA, ein Hersteller
hochwertiger Reifen, Räder, Aufhängungen und Stoßdämpfer
für On- und Offroad-Enthusiasten, an Nord-Lock im Zusammen-
hang mit den hohen Schwingungsanforderungen der Schrauben
an seinen Beadlock-Ringen. Pro Comp war auf der Suche nach
einer besseren Möglichkeit zur Sicherung der Ringe. Außerdem
brauchte der Hersteller eine Empfehlung für ein optimiertes An-
ziehverfahren zur einfachen und korrekten Montage der Keilsi-
cherungsscheiben.
Im Prüflabor in Lyon, Frankreich, unterzog die Nord-Lock
Gruppe einige Räder von Pro Comp einem Schwingungstest.
Darauf folgte ein Vorschlag für ein optimales Anziehverfahren
sowie für Konstruktionsänderungen zur weiteren Stärkung der
Schraubenverbindung. Nach dem erfolgreichen Testverfahren
war Pro Comp in der Lage, die Anforderungen zu erfüllen und
seine Räder für Offroad-Wettbewerbe zu verkaufen. Heute setzt
Pro Comp die Keilsicherungsscheiben von Nord-Lock an jedem
hergestellten Rad ein.
CHAD HENDERSON
DAS HERZSTÜCK DER ZIVILISATION
KUNDE: GEGRÜNDET: PRODUKTE: ANWENDUNG:
TORISHIMA PUMP MFG. CO., LTD., JAPAN 1919 HOCHWERTIGE SPEZIALPUMPEN KESSELSPEISEPUMPE
SCHRAUBVERBINDUNG: NORD-LOCK PRODUKTE:
SCHRAUBEN AN GLIEDERPUMPENGEHÄUSE MASSGEFERTIGTE SUPERBOLT MJTS DER REIHE CY
PUMPEN SIND ENTSCHEIDEND, vor allem messer der Ankerbolzen größer ist, musste das
dort, wo Wasser im Spiel ist. Entsprechend sind Unternehmen eine andere Möglichkeit zusätzlich
sie in der modernen Gesellschaft unverzichtbar zu den herkömmlichen hydraulischen Vorspann-
und werden in vielen kritischen Anwendungen werkzeugen finden.
genutzt, beispielsweise bei der Wasserversor- Nach gründlicher Recherche stieß Torishima
gung, in Abwassersystemen, Kraftwerken oder Pump auf die Superbolt Spannelemente mit Viel-
Stahlfabriken. fachschrauben (MJTs), die ohne Spezialwerkzeug
Torishima Pump ist ein weltweit tätiger Her- montiert werden können und sich selbst unter
steller von zuverlässigen und hocheffizienten widrigsten Bedingungen nicht selbsttätig lösen.
Pumpen. Ein Beispiel ist die mehrstufige Pumpe Interne Tests des Herstellers ergaben, dass die
MHG, die als Kesselspeisepumpe in Elektrizitäts- durch die MJTs erzeugte Axialkraft eine hohe Ge-
kraftwerken zum Einsatz kommt. Obwohl sich nauigkeit im Hinblick auf den Zielwert aufweist.
die Pumpe weltweit bewährt hat, sah Torishima Das Außendienstteam von Nord-Lock Japan
Pump noch Verbesserungspotentiale an den An- stellte die ordnungsgemäße Montage der MJTs vor
kerbolzenverschraubungen der Gliederpumpen- Ort sicher. Nach vielen Verifizierungsprüfungen, da-
gehäuse. runter eine hydrostatische Druckprüfung am Proto-
Aufgrund ihres enorm hohen Drucks ist bei typ, entschied sich Torishima Pump für Superbolt als
mehrstufigen Pumpen eine äußerst präzise axiale Lösung für seine MHG-A.
Vorspannkraft erforderlich. Während des Betriebs Der Exportanteil am Umsatz des Unternehmens
sind die Schraubenverbindungen zudem schwieri- liegt bei mehr als 50 Prozent und ein langfristiger,
gen Bedingungen ausgesetzt, wie hohen Tempe- stabiler Betrieb mit Superbolt gewährleistet eine hö-
raturen, hohem Druck usw. here Effizienz und Zuverlässigkeit der Pumpen.
Da beim neuesten Modell MHG-A der Durch- KEISUKE OKADA
6 BOLTED # 2 2018
DIE EXPERTEN
Schicken Sie Ihre Fragen zum Thema Schraubensicherung per E-Mail an experts@nord-lock.com
JIUNN RON TAN
FIELD APPLICATION ENGINEER,
SÜDOSTASIEN
HARRY PERKINS
DESIGN ENGINEER,
BOLTIGHT
FRAGEN SIE DIE EXPERTEN
Haben Sie Fragen zum Thema Schraubensicherung? Stellen Sie die Experten der Nord-Lock Gruppe auf die Probe!
Wenn es heiß wird Maximale Spannkraft, N/mm2 (Schraubengröße bis 2½ Zoll)
F: Welche Auswirkungen hat die Tempera-
tur auf Schrauben in Anwendungen mit AS- A193-B7 A193-B16
ME-Standardflanschen? 207
A: Die Schrauben A193-B7 und A193-B16
kommen bei diesen Anwendungen am 172
häufigsten zum Einsatz. Sie haben eine sehr
ähnliche Materialzusammensetzung: 42CrMo4
138
bzw. 40CrMoV4-6. Vanadium ist der wichtigste
Unterschied in der Zusammensetzung der B16
103
und der B7, da er höhere Temperaturgrenzen
ermöglicht. Beide Schraubenwerkstoffe weisen
bei Schraubengrößen von 2½ Zoll und weniger 69
die gleiche Zugfestigkeit (862 N/mm²) auf. Bei
größeren Schrauben fallen die Zugfestigkeit 34
und die Streckgrenze der beiden Schrauben
etwas unterschiedlich aus, wobei die Werte noch 0
immer relativ ähnlich sind. 38 °C 204 °C 260 °C 316 °C 343 °C 371 °C 399 °C 427 °C 454 °C 482 °C 510 °C 538 °C 565 °C 593 °C
Kommt nun Temperatur ins Spiel, behalten
sowohl die B7 als auch die B16 bis 371 °C die
gleiche maximale Spannkraft bei. Ab 399 °C
höheren Temperaturen bei und zeigt erst ab Schrauben B7 und B16 weisen bei niedrigen bis
nimmt die maximale Spannkraft der B7
454 °C erste Abwärtstendenzen. Sie kann bis mittleren Temperaturen ähnliche mechanische
leicht ab, wobei die Schraube bis 454 °C noch
510 °C weiterverwendet werden. Ab diesem Eigenschaften auf. Bei hohen Temperaturen hält
problemlos verwendet werden kann. Ab diesem
Punkt beträgt ihre maximale Spannkraft die B16 allerdings einer höheren Spannkraft
Punkt beträgt die maximale Spannkraft nur
nur noch die Hälfte ihrer Kapazität unter stand und eignet sich besonders für einen
noch die Hälfte dessen, was die Schraube bei
Normalbedingungen. Temperaturbereich zwischen 399 und 510 °C.
Raumtemperatur leisten kann.
Zusammengefasst lässt sich also sagen: Die JRT
Die B16 behält ihre Spannkraft auch bei
Was Schraubenverbindungen aushalten
Bruchbereich Bruchbereich
Elastizitäts- Elastizitäts-
grenze grenze
Plastischer Plastischer
Kraft Kraft
Bereich Bereich
Elastischer Elastischer
Bereich Bereich
Dehnung Dehnung
Nach dem hookeschen Gesetz verhält sich eine Schraube so lange elastisch, Ab diesem Punkt verformt sich die Schraube dauerhaft, bis sie schließlich
bis sie ihre Elastizitätsgrenze erreicht. ausfällt.
F: Was ist das hookesche Gesetz und warum ist was bedeutet, dass die Dehnung unmittelbar mit schließlich zum Ausfall der Schraube führen.
es für Schraubenverbindungen so wichtig? der Axialkraft im Verhältnis steht. Diese Beziehung Das Gesetz geht auf den Physiker Robert Hooke aus
A: Das hookesche Gesetz bezieht sich auf das ge- ist für die erfolgreiche Sicherung von Schraubenver- dem 17. Jahrhundert zurück. Es befasst sich mit dem
naue Anziehen von Schraubenverbindungen. bindungen entscheidend. zuverlässigen Betrieb vieler Komponenten wie Federn,
Bei der Untersuchung des Verhaltens einer Innerhalb dieses Bereichs nimmt die Schraube Balken und Lagern – nicht nur Schrauben. Tatsächlich
Schraube wird die Axialkraft anhand ihrer Deh- nach der Demontage wieder ihre ursprüngliche Län- ist es durch seine Anwendbarkeit auf alle elastischen
nung gemessen. Beim Anziehen nehmen die beiden ge an. Dieses vorhersehbare Verhalten ist wichtig für Werkstoffe ein wesentlicher Konstruktionsbestandteil
Eigenschaften gleichzeitig zu. die Funktion der Schraube. Wird jedoch der sichere in zahlreichen technischen Anwendungen.
Das hookesche Gesetz besagt, dass sich die Betriebsbereich (die Elastizitätsgrenze) überschrit- HP
Schraube bis zu ihrer Dehngrenze elastisch verhält, ten, kommt es zu dauerhaften Verformungen, die
BOLTED # 2 2018 7
8 BOLTED # 2 2018
WARUM
LÖSEN SICH
SCHRAUBEN?
Schrauben sind in vielen Branchen und Anwendungsbereichen
das Befestigungselement der Wahl, vor allem, weil sie sich
leicht demontieren lassen. Dadurch können sie sich aber auch
selbst losdrehen und die Vorspannkraft verlieren.
TEXT: FOTO: ILLUSTRATIONEN:
NIC TOWNSEND UNSPLASH DAN HAMBE
BOLTED # 2 2018
2017 9
J
e nach Anwendung kann das Losdrehen Belastung, erreicht werden.
von Schrauben gravierende Folgen haben. Ein weiteres übliches Verfahren ist die Erhö-
Eine lockere Schraube kann eine ganze hung der Reibung zwischen den Schraubenge-
Produktionsanlage zum Stillstand bringen winden. Es gibt hierfür eine Reihe von Lösungs-
und ein Unternehmen viel Geld kosten, ansätzen, und obwohl einige davon tatsächlich
während in anderen Anwendungsberei- funktionieren, haben sie alle auch ihre Nachteile.
chen Schrauben ein erhebliches Sicher- Klebstoff kann eine wirksame reibungsbasierte Me-
heitsrisiko darstellen können. thode darstellen, wobei getrockneter Klebstoff bei
Was sind also die Ursachen für das Losdrehen der Demontage und Entfernung der Schraube zum
von Schrauben? Im Wesentlichen gibt es zwei Haup- Problem werden kann.
tursachen: spontanes Losdrehen und Lockern. Darüber hinaus nimmt durch die Erhöhung der
Reibung zwischen den Gewinden die erreichbare
„DIE HAUPTURSACHEN UND die Folgen eines Vorspannkraft bei einem bestimmten Drehmoment
Ausfalls hängen vom Zweck der Schraubenverbin- ab.
dungen, der Umgebung und in der Regel auch von
der Branche ab“, sagt Georg Dinger von der Siege- MATERIALERMÜDUNG IST EINE dauerhafte
nia-Aubi KG, der die Ursachen und Auswirkungen Beschädigung oder Verformung in der Schraube
sich lösender Schrauben ausgiebig untersucht hat. und den eingespannten Teilen. Sie entsteht durch
„Zum Beispiel hat die petrochemische Industrie einen Verlust der Vorspannkraft, der schließlich
in erster Linie Korrosionsprobleme, während zum Öffnen der Schraubenverbindung führt. Es
ein Lockern durch Materialermüdung oder gibt zwei grundlegende Mechanismen für den Ver-
Lösen durch Vibration meist von geringerer lust der Vorspannkraft – Lockern und spontanes
Bedeutung sind. Die Automobilindustrie Losdrehen.
dagegen würde wahrscheinlich selbsttäti- Beim spontanen Losdrehen wird eine Schrau-
ges Losdrehen und Korrosion als ihre zwei be im Wesentlichen durch Stoß, Schwingung oder
größten Probleme nennen. Die wich- dynamische Belastung gelöst. Schon eine kleine
tigsten Sorgen in der Stahlbauindustrie Drehung kann ausreichen, damit eine Schrauben-
sind Schlupf und Korrosion von Schrau- verbindung ihre gesamte Vorspannung verliert. Dies
benverbindungen, wobei Losdrehen und ist die häufigste Ursache für das Losdrehen einer
Undichtigkeiten seltener vorkommen. Schraube. Lockern dagegen wird durch drei Mecha-
Die Luft- und Raumfahrtindustrie würde nismen ausgelöst: Setzen, Kriechen und Relaxation.
wahrscheinlich Materialermüdung als erstes „Das Setzen ist problematisch, wenn es durch
auflisten.“ dynamische Belastungen hervorgerufen wird. Dabei
„Wiederholt auftretende Relativverschie- kommt es zu einer dauerhaften Verformung des ein-
bungen zwischen den Kontaktflächen unter dem gespannten Materials, wenn die Schraubenverbin-
Einfluss des Schaftmoments, bedingt durch das Ge- dung dem erhöhten Druck dynamischer Belastun-
windesteigmoment, können gen ausgesetzt wird“, erklärt Harlen Seow, Technical
eine allmähliche Drehung Manager bei der Nord-Lock Gruppe. „Die meisten
der Schraube oder Mutter Teile einer Schraubenverbindung nehmen nach
zur Folge haben“, so Dinger. dem Lösen wieder ihre ursprüngliche Form an, so-
„Dies führt zum Verlust der fern die Belastung in den Teilen nicht die jeweiligen
„Selbst wenn sich Vorspannkraft und damit zu
einem Funktionsverlust der
Streckgrenzen überschritten hat. Einige Materiali-
en an der Kontaktfläche, wie Lacke, verformen sich
das Material nur für Schraubenverbindung. Die
Auswirkungen sind bekannt,
mit großer Wahrscheinlichkeit dauerhaft“, sagt er
und fährt fort: „Selbst wenn sich das Material nur
ein paar Mikrometer aber die Prävention erfolgt in
der Regel experimentell und
für ein paar Mikrometer setzt, nimmt die Dehnung
der Schraube ab und führt zu einem Verlust der
setzt, nimmt die Deh- Georg Dinger,
Siegena-Aubi KG
erst nach einem Vorfall durch
Losdrehen.
Vorspannkraft.“
Mit Kriechen ist die dauerhafte Verformung
nung der Schraube durch längere Einwirkung hoher Belastungen
ab und führt zu ei- UM EIN SPONTANES Lösen zu vermeiden, muss
der Schlupf zwischen den miteinander verbundenen
unterhalb der Streckgrenze des Materials in der
Schraubenverbindung gemeint. Die Folgen sind in
nem Verlust der Vor- Teilen beseitigt oder zumindest auf einen Wert un-
ter dem kritischen Niveau verringert werden. Dies
Anwendungen mit hohen Temperaturen gravieren-
der.
spannkraft.“ kann entweder durch Erhöhung der Axialspannung,
Erhöhung der Reibung zwischen den eingespannten
Zu Relaxation kommt es, wenn sich die Mikro-
struktur im Material einer Schraubenverbindung
HARLEN SEOW, verändert und im Laufe der Zeit aus einer beste-
TECHNICAL MANAGER BEI DER NORD-LOCK GRUPPE
Teilen oder Verringerung der zyklischen Belastung,
wie Stoß, Schwingung oder zyklische thermische henden elastischen Verformung eine plastische
10 BOLTED # 2 2018DER JUNKERTEST
D
IE ERFORSCHUNG DER Ursachen
des Losdrehens von Schrauben nahm
vor fast 60 Jahren ihren Anfang und
noch immer bildet die wegweisende
Arbeit des deutschen Ingenieurs Gerhard Junker
aus den 1960er Jahren die Grundlage für moder-
ne Methoden und Theorien rund um die Vermei-
dung von losdrehenden Schraubenverbindungen.
Die von ihm verwendete Testmethode zur Bes-
timmung, an welchem Punkt sich ein Vibratio-
nen ausgesetztes Befestigungselement losdreht,
ist heute allgemein als Junkertest bekannt und
wurde sogar zum internationalen Standard, beis-
pielsweise in Form der DIN 65151.
Ergebnisse der Junkertests von sechs verschie-
denen reibungsbasierten Verschraubungslösun-
gen mit der jeweiligen Dauer bis zum Verlust der
Vorspannkraft. Die Tests wurden im Prüflabor der
Nord-Lock Gruppe in Lyon, Frankreich, durchge-
führt und sind in einem Video auf dem offiziellen
Youtube-Kanal von Nord-Lock zu sehen.
Verformung macht. Anders als beim Setzen oder Je nach Schraube und Anwendung sowie Ur-
Kriechen verändert sich bei der Relaxation nicht die sache des Verlusts der Vorspannkraft gibt es in der
Klemmlänge, wodurch diese Erscheinung schwerer
zu erkennen ist. „Eine Möglichkeit zur Messung des
Verlusts der Vorspannkraft besteht darin, nach einer
bestimmten Zeit im Betrieb die Schraubenlänge zu
Regel mehrere Möglichkeiten für die Gestaltung
besserer Schraubenverbindungen.
„BEI EINER THERMISCHEN BELASTUNG kann
VORSPANNUNG
EIN BEGRIFF MIT VIELEN Bedeutungen im tech-
ermitteln und mit der direkt nach dem Anziehen die Schraubenverbindung durch die Wahl eines nischen Kontext. Eine davon ist die Spannung,
gemessenen Schraubenlänge zu vergleichen“, ergänzt Werkstoffs mit gleichem Wärmeausdehnungs- die beim ersten Anziehen eines Befestigungs-
Seow. „Relaxation wird dadurch allerdings nicht er- koeffizient für die eingespannten Teile optimiert elements entsteht. Wenn sich die Schraube aus-
kannt, was die ganze Sache problematischer macht.“ werden“, sagt Dinger. „Um während des Betriebs dehnt, werden die Teile zwischen der Schraube
und der Mutter zusammengedrückt und erhö-
Setzerscheinungen zu minimieren und eine hohe
hen damit die sogenannte Klemmkraft bis zum
DER SCHLÜSSEL ZUR Vermeidung von Materi- Vorspannkraft aufrechtzuerhalten, kann die Rau- Ende des Anziehvorgangs.
alermüdung ist eine gute Planung, die in den letz- heit zwischen den Kontaktflächen verringert wer-
ten Jahren durch die erhöhten Anforderungen an den. Maßnahmen wie feine Lochdurchmesser oder
viele Schraubenverbindungen und den verstärkten gezahnte Oberflächen können dazu beitragen, die
Einsatz von Leichtbaumaterialien an Bedeutung Relativverschiebung auf ein Mindestmaß zu begren-
gewonnen hat. Es ist wichtig, sich nicht nur auf die zen.“ Die Hauptursachen für
VERSAGEN
Zugfestigkeit von Schrauben zu konzentrieren, denn „Grundsätzlich“, so Seow, „besteht eine gute
dadurch können andere entscheidende Parameter Schraubenverbindung aus sehr elastischen Schrau-
wie Elastizität und Steifigkeit übersehen werden. ben und äußerst steifen eingespannten Teilen.
„Die richtige Planung von Schraubenverbindun- Erreichen lässt sich das auf verschiedene Arten.
gen ist der Schlüssel zur Erzielung einer gleitfesten Eine Möglichkeit zur elastischen Verbesserung der
Verbindung mit einer hohen Vorspannkraft und da- Schraube ist die Wahl einer großen Klemmlänge.
Spontanes Losdrehen
mit einer hohen Rutschfestigkeit über die gesamte Bei einem Flansch, dessen Klemmlänge nicht zu • Stoß
Lebensdauer“, sagt Dinger. „Bislang liegt der Fokus groß sein kann, können zur Optimierung der Kon- • Vibration
der Konstrukteure auf Ausfällen, die durch Schrau- struktion mehr, aber dafür kleinere Schrauben zum • Dynamische Belastung
benbrüche hervorgerufen werden. Mittlerweile tre- Einsatz kommen. Anstatt fünf großen können also
ten jedoch neue Ausfallmechanismen in Erschei- zehn kleinere Schrauben verwendet werden, was zu Lockern
nung, da die Leistung der Schraubenverbindungen einer elastischeren Schraubenverbindung führt.“ • Setzen
zunimmt und ihr Gewicht immer weiter reduziert Insgesamt sollten zur Erzielung einer optimalen • Kriechen
• Relaxation
wird. Die Mechanismen Relaxation und Losdrehen Schraubenverbindung verschiedene Variablen und
kommen gerade in leichten Konstruktionen immer Konstruktionsmöglichkeiten berücksichtigt werden. ■
häufiger vor.“
BOLTED # 2 2018 11Die Deutsche Bahn hat sich das Ziel gesetzt, bis 2020 ihren gesamten Schienenlärm gegenüber dem Jahr 2000 zu halbieren. Dafür müssen in weniger als zwei Jahren noch 2.000 Kilometer der bestehenden Gleise mit Lärmschutzlösungen versehen werden. 12 BOLTED # 2 2018
MISSION:
LÄRMSCHUTZ
Europas größter Bahnbetreiber, die Deutsche Bahn (DB), hat
versprochen, seinen Schienenlärm bis 2020 zu halbieren. Mit weniger
als zwei Jahren bis zu diesem Ziel stehen neue Innovationen wie die
bislang kleinste Lärmschutzwand hoch im Kurs.
TEXT: FOTO:
LINDA KARLSSON KRAIBURG STRAIL
J
E SCHNELLER DER ZUG, desto lauter der Lärm und
desto höher müssen die Schallschutzwände sein, um
die Umgebung zu schützen. Experten empfehlen für
diese Wände eine maximale Höhe von zwei Metern,
damit die Sicht für die Zugreisenden nicht zu sehr
eingeschränkt wird. Bis zu sechs Meter hohe Wände,
die sich durch die Landschaft fressen, sind heute
jedoch eher die Regel als die Ausnahme – eine Entwicklung,
die die deutsche Kraiburg Strail GmbH ändern will.
Ende letzten Jahres installierte das Unternehmen im
Zentrum von Neuss im Westen der Republik eine neue
Mini-Lärmschutzwand aus Gummi mit einer Höhe von nur
36 Zentimetern über den Gleisen. Ein kleines sechsköpfiges
Team bereitete die Gleise vor, während sich ein anderes dem
Aufstellen der Wand widmete. Das Pilotprojekt war bereits
nach einer Woche abgeschlossen. Angesichts der Tatsache,
dass nur nachts bei unterbrochenem Zugbetrieb gearbeitet
werden konnte, erzielten die Teams mit 25 Metern pro Stunde
eine beeindruckende Leistung.
„Unser Produkt STRAILastic_mSW reduziert Lärm über
ein faserverstärktes Elastomerelement direkt auf Gleisebene“,
erklärt Andreas Herder, CEO von Kraiburg Strail. „Das macht
die Konstruktion einfacher und das System sehr flexibel. Die Lärmschutzwand STRAILastic_mSW absorbiert Schall trotz ihrer geringen Größe hervorra-
Herkömmliche Schallschutzwände brauchen ein zusätzliches gend. Sie reduziert den Lärm über ein faserverstärktes Elastomerelement direkt auf Gleisebe-
ne. Dies bedeutet auch, dass die Sicht für die Fahrgäste frei bleibt.
Fundament, für das ein offizielles Planfeststellungsverfahren
erforderlich ist. Wir brauchen das alles nicht. Das spart Zeit
Kraiburg Strail begann im Jahr 1947 als Kautschukfabrik.
und Geld und gibt den Betreibern die Möglichkeit, schneller
Von Anfang an stand das Thema Recycling hoch oben auf
auf Lärm-Hotspots an bestehenden Strecken zu reagieren.“
der Agenda und das Unternehmen arbeitete jahrzehntelang
an der Optimierung seines Vulkanisationsverfahrens, um die
DURCH DIE DIREKTE MONTAGE AN DEN GLEISEN ist
Eigenschaften des Gummis wie Formstabilität und Elastizität
STRAILastic_mSW näher am sogenannten Regellichtraum
zu verbessern. Nach der Herstellung einer Vielzahl von
– der Pufferzone für vorbeifahrende Züge – als jedes andere
Kautschukprodukten teilte sich das Unternehmen in den 1990er
System auf dem Markt, wodurch es den Schall trotz seiner
Jahren in zwei Geschäftssparten (Landwirtschaft und Verkehr).
geringen Größe hervorragend absorbieren kann.
Seitdem beliefert Kraiburg Strail die Eisenbahnindustrie mit
„Ein weiterer Vorteil ist, dass die Sicht der Fahrgäste durch
Systemen für Bahnübergänge, Schwellen, Straßenbahnlinien
die Fenster frei bleibt“, so Herder.
und in zunehmendem Maße Lärmschutz.
BOLTED # 2 2018 13Das Pilotprojekt wurde in etwa einer Woche abgeschlossen – obwohl nur nachts gearbeitet werden konnte. In einer Stunde schaffte das Team beeindruckende 25 Meter.
Der wachsende Fokus des Unternehmens konnten, wurden sämtliche Keilsicherungsscheiben
auf Lärmschutz ist kein Zufall. Nach Angaben der von der Baustelle gestohlen!“ FAKTEN:
Weltgesundheitsorganisation ist Lärm die zweitgrößte Dies hätte verheerende Folgen für das Projekt DIE LÖSUNG
umweltbedingte Ursache für gesundheitliche haben können, aber durch das Engagement der
Probleme nach der Luftqualität. Die Organisation Beteiligten hat sich alles zum Guten gewendet. „Die KUNDE:
Kraiburg Strail GmbH & Co. KG
rechnet damit, dass allein in Westeuropa jährlich einzige Möglichkeit war, mitten in der Nacht unseren
mindestens eine Million gesunde Lebensjahre durch Ansprechpartner bei Nord-Lock, Jochen Süßenbach, ENDKUNDEN:
verkehrsbedingten Lärm verloren gehen. anzurufen und Ersatz anzufordern“, sagt Herder. Bahnbetreiber auf der ganzen
„Dann fuhr einer unserer Mitarbeiter 1.000 Kilometer Welt. Die größten Kunden sind
UNTER DER EU-UMGEBUNGSLÄRMRICHTLINIE sind bis zur deutschen Niederlassung von Nord-Lock und die DB in Deutschland und die
SNCF in Frankreich.
die Mitgliedstaaten zur Entwicklung einer Lärmkarte wieder zurück. So konnten wir den Termin letztlich
sowie von Aktionsplänen zur Lärmbegrenzung für doch noch einhalten.“ ORT:
Ballungsräume, Straßen, Bahnlinien und Flughäfen Tittmoning in Bayern,
verpflichtet. BEI KRAIBURG STRAIL will vor Abschluss der Deutschland
Vor dem Hintergrund dieser Richtlinie beschloss die offiziellen Projektauswertung noch niemand voreilige
ANWENDUNG:
DB, mit Maßnahmen an Infrastruktur und Fahrzeugen Schlüsse ziehen, aber erste Simulationen der DB Sicherung einer Mini-
ihren Schienenlärm bis 2020 gegenüber dem Jahr zeigen eine Lärmverringerung von bis zu 7 dB(A). Dies Schallschutzwand aus Gummi
2000 zu halbieren. Dafür müssen in weniger als zwei ist eine ziemliche Leistung, wenn man bedenkt, dass direkt auf Gleisebene
Jahren noch 2.000 Kilometer der bestehenden Gleise eine „normale“ Schallschutzwand mit zwei Metern
NORD-LOCK LÖSUNG:
mit Lärmschutzlösungen versehen werden. Höhe auf einem separaten Fundament den Lärm um ca. 7.400 SMO
Entwickelt wurde die neue Lärmschutzlösung von ca. 10 dB(A) senkt. Keilsicherungsscheiben
Kraiburg Strail in enger Zusammenarbeit mit der „Eines ist sicher“, sagt Herder.
DB – dem größten Kunden des Unternehmens und „Lärmminderungsmaßnahmen auf bestehenden ERZIELTE VORTEILE:
Betreiber der Bahnlinie in Neuss. Nach dem Einbau Bahnstrecken sind ein sehr interessantes neues ■ Dauerhafte Sicherheit
■ Wenig Anzugsmoment
der Unterkonstruktion wurden die Gummielemente in Segment für uns. Das Marktpotenzial ist enorm.“ erforderlich
Position gebracht. Diese wurden mit Aluminiumplatten Er fügt hinzu, dass die Nord-Lock Gruppe das ■ Langfristige
auf den Schwellen montiert und mit Nord-Lock Unternehmen auf diesem Weg begleiten wird, Korrosionsbeständigkeit
Keilsicherungsscheiben, Standard bei der DB, gesichert. und zwar nicht nur in Anwendungen, für die die
„Tatsächlich waren die Keilsicherungsscheiben Keilsicherungsscheiben vom Kunden vorgegeben
unser einziges Problem in Neuss“ sagt Herder und werden: „Nach diesem ersten Projekt haben wir
lacht. „Die Arbeiten mussten unbedingt nachts beschlossen, bei allen zukünftigen Projekten, in denen
erfolgen, um den regulären Bahnbetrieb nicht zu dynamische Kräfte auftreten, Keilsicherungsscheiben
stören. Noch bevor wir mit der Installation starten von Nord-Lock einzusetzen.
Nord-Lock als DB-Standard
BAUARBEITEN für einen Branchenriesen eine Lastenheftvorlage für Lärmschutzwände vor, weshalb man sich nicht selten für die teuerste
wie die Deutsche Bahn (DB) sind ein lukratives mit dem Ziel, einen Standard für Planungsqualität Lösung entscheidet.“
Geschäft, wobei sich bei einem Unternehmen zu setzen, die Effizienz zu steigern und die Kosten Nord-Lock ist ein langjähriger Partner der DB
dieser Größe mit Zehntausenden von von Projekten vergleichbar zu machen. und verfügt über verschiedene Zertifizierungen
Produkttypen und Lieferanten die Auswahl „Dies war der richtige Schritt“, sagt Jochen für die Eisenbahnindustrie. Die Lastenheftvorlagen
von Produkten und die Vergabe von Aufträgen Süßenbach, Manager Sales bei der Nord-Lock für DB Lärmschutzwände besagen eindeutig,
äußerst komplex gestalten können. Aus diesem GmbH. „Ein Vergleich von Angeboten war fast dass jede Schraubenverbindung, die
Grund hat die DB eine zentrale Lastenheftvorlage unmöglich geworden. Ein Auftragnehmer schlägt einer dynamischen Belastung durch den
für das von ihren Auftragnehmern verwendete Gabionen vor, der nächste Beton und ein anderer Bahnbetrieb ausgesetzt ist, mit Nord-Lock
Material entwickelt. transparente Wände aus Plexiglas. Und es gibt Keilsicherungsscheiben gesichert werden muss.
Im vergangenen Jahr stellte das Unternehmen immer eine Wand mit noch mehr Möglichkeiten,
14 BOLTED # 2 2018IM RAMPENLICHT
„Wir brauchen größere Bauteile –
auch Befestigungselemente“
Als Mexikaner, der mit einer Griechin
verheiratet ist und in Brüssel lebt, denkt
Ivan Pineda, Director of Public Affairs
bei WindEurope, in jeder Hinsicht inter-
national. Eine Eigenschaft, die ihm bei
der Koordination der 450 Mitglieder der
Organisation aus 40 verschiedenen Län-
dern – darunter Hersteller und Entwick-
ler, Nichtregierungsorganisationen und
Versicherungsgesellschaften – sicherlich
zugutekommt. Im Gespräch brachte er
uns über die Entwicklungen in der Bran-
che auf den neuesten Stand.
TEXT: FOTO:
RICHARD ORANGE JASON BICKLEY
Was gibt es Neues in der Windenergiebranche?
„Ein großer Trend ist die Integration von
Windenergie in das größere Elektrizitätssystem.
Windenergie war vor einigen Jahren noch ein
Nischensektor, liefert heute aber 12 Prozent des
von uns verbrauchten Stroms. Die Entwicklung
der Branche halten wir, obwohl sie auch variieren „In einem großen geografischen Gebiet wie
kann, für äußerst vorhersehbar. In einem großen Europa weht immer irgendwo ein Wind. Was
wir brauchen, ist ein Verbundnetz, mit dem der
geografischen Gebiet wie Europa weht immer ir- Strom dorthin transportiert werden kann, wo er
gendwo ein Wind. Was wir brauchen, ist ein Ver- gebraucht wird“, sagt Ivan Pineda.
bundnetz, mit dem der Strom dorthin transpor-
tiert werden kann, wo er gebraucht wird.“
Wie wirken sich die Trends auf die Verbrau-
cher aus?
„Ein weiterer wichtiger Trend ist Kostensen-
kung. Heute ist Onshore-Windenergie in vielen
Teilen Europas die günstigste neue Form der
Energiegewinnung und auch Offshore-Wind ist
nicht teurer als Investitionen in die konventionel- Welche Gefahren stellen sich der Branche? Kosten der Technologie leisten. In Bezug auf die
le Stromerzeugung. Viele Verbraucher bezahlen „Die größte Herausforderung besteht darin, Instandhaltung bedeutet das weniger Bauteile,
noch immer die alten Fördermechanismen, mit dass viele europäische Länder den Ehrgeiz zum die kontrolliert und gewartet werden müssen –
denen die Industrie einst weiterentwickelt wur- Einsatz unserer Technologie verlieren, was sich auf ganz nach der Philosophie ‚montieren, aufbauen
de. In der Zukunft wird Offshore-Windenergie die gesamte Wertschöpfungskette auswirkt: Je we- und vergessen‘.”
aber die Stromkosten für die Haushalte senken – niger Projekte, desto weniger Windkraftanlagen,
das muss sich erst noch herumsprechen.“ und das macht sich bei den Zulieferern bis hin zum
Hersteller jeder einzelnen Schraube bemerkbar.“
Welchen Platz nehmen Befestigungselemen- FAKTEN:
te und Schraubenverbindungen in der Win-
denergiebranche ein?
Wie wirken sich künftige Veränderungen in
der Branche auf die Hersteller und Zuliefe-
IVAN PINEDA
TITEL: Director of Public Affairs
„Für den Laien mag das trivial klingen, aber rer aus? ALTER: 37
wir haben es hier mit riesigen Maschinen zu „Der Trend geht zu noch größeren Wind- WOHNORT: Ixelles, Brüssel, Belgien
tun, deren Gondel und Rotoreinheit allein bis zu kraftanlagen und dafür brauchen wir größe- HINTERGRUND: Nach einer Anstellung als
200 Tonnen wiegen. Hierfür braucht es Lösun- re Bauteile – auch Befestigungselemente. Die Wirtschaftsingenieur bei Procter & Gamb-
gen, die ausreichend Kraft bieten – das ist nicht Zulieferer müssen sich innovativer zeigen und le und einem Master-Studium in Sustain-
vergleichbar mit den Schrauben, die wir von zu able Energy Futures folgte der Schritt in
mit der Entwicklung der Branche Schritt halten
die Windenergiebranche.
Hause kennen!“ und außerdem einen Beitrag zur Senkung der LEIDENSCHAFT: „Natürlich Windenergie!“
BOLTED # 2 2018 15DIE LÖSUNG
Schnellerer
Austausch von
Gelenkbolzen
TEXT: FOTO:
CHAD HENDERSON GETTY IMAGES
DIE HERAUSFORDERUNG System. „Man muss zunächst die
Ein
Augen konzentrisch aufbohren, auf der
Bergbauunternehmen in Kanada
Innenseite der Augen aufschweißen und
benötigte eine bessere Lösung für den
erneut aufbohren. Mit dem Expander
Austausch der Gelenkbolzen an seiner 100
System passen sich die Hülsen dem
Fahrzeuge starken Flotte von Komatsu
Verschleißmuster an, sodass kein
Lkw. Mit dem herkömmlichen Verfahren
Aufbohren mehr nötig ist“.
dauerte der Austausch rund 36 Stunden.
Das Unternehmen wollte diese DAS ERGEBNIS Expander System
Ausfallzeiten reduzieren, die zum Großteil
konnte die erforderliche Austauschzeit für
durch Aufbohren verursacht werden und
das Bergbauunternehmen von 36 auf nur
die Lebensdauer der Gelenkverbindungen
sechs Stunden reduzieren. Da kein
verringern. Abhilfe erhoffte es sich von
Aufbohren mehr nötig ist, verlängert das
SMS Equipment, einem führenden Händler
System zudem die Lebensdauer der
von Komatsu Bau- und Bergbaumaschinen
Gelenkverbindungen von 15.000 auf
in Kanada sowie anderen Marken.
50.000 Stunden.
DIE LÖSUNG SMS Equipment arbeitet „Mit dem Expander System sind
wir in der Lage, die Produktionszeiten Oberer Hubzylinder
bei der Wartung der Bergbaumaschinen
unserer Kunden zu steigern, den
seiner Kunden mit dem Expander System. Schwenklager
Wartungsaufwand zu senken und die
Das System kommt völlig ohne Aufbohren
Sicherheit zu erhöhen“, sagt Scott Muir,
aus, da es den ordnungsgemäßen Sitz des
Manager of Product Support Sales bei
Gelenkbolzens kontinuierlich sicherstellt.
SMS Equipment. „Da beim Aufbohren
Es beinhaltet einen Bolzen mit konischen
so viele Schritte nötig waren, bestand ein
Enden sowie zwei Spreizhülsen,
höheres Risiko, dass etwas schief gehen
Anpressscheiben und das
könnte. Das Expander System erfordert
Befestigungselement. Wenn der Bolzen in
weniger Arbeitsschritte und weniger
die Öffnung eingesetzt und in Position
Werkzeug und stellt damit eine schnellere,
gedreht wird, sind die Hülsen der ovalen
sicherere Lösung dar.“
Form des Lochs angepasst und bieten
Der Expander-Gelenkbolzen lässt sich
dadurch einen vollständigen
außerdem leicht entfernen, was ein großer
Oberflächenkontakt.
Vorteil für die Bergbauunternehmen ist.
„Mit dem herkömmlichen Verfahren
Im Vergleich zu stundenlanger Arbeit mit
zum Austausch eines Gelenkbolzens wird
herkömmlichen Verfahren lässt sich der
ein teures Aufbohren notwendig, das
Bolzen in 10 bis 15 Minuten entfernen.
perfekt ausgeführt werden muss“, sagt
Gene Roberts, Business Development
Manager, OEM Division, bei Expander
16 BOLTED # 2 2018Der 930E ist nicht der größte Elek-
tro-Lkw von Komatsu, aber mit
einer Höhe von 7,37 Metern und
einer Breite von 9 Metern den-
noch ein imposantes Fahrzeug.
Position der Expander-Gelenkbolzen
Querstabilisator – Rahmen Lenkzylinder – Rahmen
Hinterradaufhängung – oben Hinterradaufhängung – oben
Hinterradaufhängung – unten Hinterradaufhängung – unten
Querstabilisator – Achse Lenkzylinder/Zuganker Lenkzylinder/Zuganker
BOLTED # 2 2018 17Ausblick
Aktuelles aus der Welt der Schraubenverbindungen
FOTO: ITER
Die Energie der Sterne
SEIT 60 JAHREN schon träumt die Fusionswiderstand, wodurch enorme Mengen mit Vielfachschrauben, mit denen die 18
Menschheit davon, dass Fusionsenergie die Energie freigesetzt werden, die von den Toroidalfeldspulen des Tokamak gesichert
saubere und sichere Energiequelle wird, die die Wänden des Behälters absorbiert werden. werden. Mit einer Höhe von 17 Metern, einer
Erde für immer mit Strom versorgt. Klingt wie Breite von 9 Metern und einem Gewicht
Science-Fiction? Ist es aber nicht. DER TOKAMAK ITER ist die komplexeste von jeweils einer vollbeladenen Boeing 747-
Im südfranzösischen Saint-Paul-lez-Durance ist Maschine, die je gebaut wurde, mit 300 (310 Tonnen) erzeugen diese Spulen
derzeit das weltweit größte Projekt zur Kernfusi- einer Milliarde Teilen und zehn Milliarden den „Magnetkäfig“ für das Plasma. Die
onsforschung, International Thermonuclear Expe- Komponenten, hergestellt auf der ganzen Schraubenverbindungen halten Temperaturen
rimental Reactor (ITER), in vollem Gange. Der 18 Welt. Die Nord-Lock Gruppe leistet einen von bis zu –269 °C stand. Es ist das größte
Milliarden teure Reaktor wird in Zusammenarbeit Beitrag mit ihren Superbolt Spannelementen Einzelprojekt in der Geschichte der Nord-
zwischen 35 Nationen gebaut und soll das wirt- Lock Gruppe. Die reguläre Auslieferung der
schaftliche Potenzial der Technologie beweisen. FAKTEN:
Spannelemente begann im Mai.
Die Inbetriebnahme im Jahr 2025 soll Fusions „Wir haben zehn Jahre lang an der
energie bis 2050 zu einer weit verbreiteten Lö-
FUSION Entwicklung von Verschraubungslösungen für
sung für die Stromgewinnung machen. Fusion ist die nukleare Reaktion, die der diese extreme Umgebung gearbeitet", sagt
Sonne und allen anderen Sternen ihre
ITER ist der weltweit größte Tokamak – Energie liefert. Wenn leichte Wasser- Adrian von Däniken, Production Director and
eine 23.000 Tonnen schwere ringförmige stoffkerne aufeinanderprallen und zu Site Leader von Nord-Lock Switzerland. „Alles
Vakuumkammer, die in einem starken schwereren Heliumatomen verschmel- an ITER geht weit über die Fertigungspraxis
Magnetfeld Plasma einschließt, in dem die zen, werden riesige Mengen Energie im hinaus, die wir bislang kannten, und obwohl
Fusionsreaktion stattfindet. Bei 150 Millionen Prozess freigesetzt. Die Nutzung dieser solche Entwicklungszeiträume extrem
Energie auf der Erde hängt in erster Linie
Grad Celsius bzw. dem Zehnfachen der erscheinen, sind sie kurz angesichts des
davon ab, wie sich diese umwandeln und
Temperatur der Sonne überwinden Teilchen speichern lässt – eine Frage, mit der sich Nutzens für die Menschheit.“
ihren natürlichen elektromagnetischen das ITER-Projekt befasst. LINDA KARLSSON
Aus 70 Metern Höhe über
der Baustelle betrachtet,
sticht das Tokamak-
Gebäude mit der Maschine
in der Mitte deutlich hervor.
18 BOLTED # 2
1 2018
2014Technologie für die Zukunft der Forstwirtschaft
steuern, anstatt nur eine große Maschine selbst
zu bedienen. Auf diese Weise werden außerdem
Schäden an der Bodenstruktur verringert.“
Hinzu kommt noch der Sicherheitsaspekt:
Durch die Entfernung zum Fahrzeug ist der Be-
diener keinen unmittelbaren Betriebsrisiken, zum
Beispiel durch das Umkippen des Fahrzeugs oder
umfallende Baumstämme, mehr ausgesetzt.
KARLBERG HAT AUCH LOB für die Projekts-
ponsoren: „Sie haben das Projekt nicht nur durch
die Beisteuerung notwendiger Teile, sondern auch
durch den Austausch von wertvollem Wissen und
Know-how ermöglicht.“
Die Nord-Lock Gruppe hat Keilsicherungsschei-
trumente zu testen. Darüber hinaus wird es ben für die meisten Schraubenverbindungen so-
IN DER NÄHE DES POLARKREISES in Schwe- wie die Gelenkbolzen-Technologie von Expander
den treibt ein studentisches Projekt der Luleå Uni- mit möglichst vielen Sensoren ausgestattet.
Vor-Ort-Funktionstests der Software und der Steu- System geliefert.
versity of Technology (LTU) die Entwicklung von ULF WIMAN
Forstmaschinen voran. Seit seinem Start im Jahr ersysteme sollen im Sommer/Herbst 2018 begin-
2014 widmet sich das Projekt den Themen Nach- nen. Mithilfe von GPS-Signalen und Informati-
haltigkeit, Produktivität und Sicherheit. onen aus Landkarten wird das Fahrzeug in der FAKTEN:
Lage sein, selbstständig an Hindernissen vorbeizu-
Mehrere Teams von Maschinenbaustudenten
steuern. Die Steuerung des Fahrzeugs und der In-
FORSTMASCHINENPROJEKT
haben in Akkordarbeit ein automatisiertes Ge-
strumente basiert komplett auf Algorithmen. PROJEKT: Forschungsplattform für ein autono-
ländefahrzeug entwickelt und gebaut, das als mes Geländefahrzeug
Forschungsplattform genutzt werden soll. Die LÄNGE: 5,8 Meter
Grundmontage des Fahrzeugs, einschließlich sei- „AUTOMATISIERTE FAHRZEUGE werden neue
BREITE: 2,5 Meter
nes Fahrwerks, wurde im Frühjahr 2018 abge- Arbeitsweisen inspirieren“, sagt Magnus Karlberg, GEWICHT: 7 bis 8 Tonnen
schlossen. Professor an der LTU und Projektleiter. „Forstwirt- NUTZLAST: 3 bis 4 Tonnen
Durch seine modulare Bauweise lässt es sich schaftsunternehmen können Lohnkosten senken,
einfach nachbauen, um verschiedene Hard- aber das Personal kann auch effizienter genutzt
warekonfigurationen, Technologien und Ins- werden. Zum Beispiel kann ein Bediener mehrere
kleinere Fahrzeuge überwachen oder aus der Ferne
Herausforderung angenommen: Maßgeschneiderte Lösungen von Boltight
WENN EINE ÖLANLAGE einen Teil des sie dann an Ort und Stelle manövriert werden
Betriebs für Wartungsarbeiten stilllegt, konnten. Mit einem Durchmesser von zwei
muss das Ventil, mit dem das Gas oder die Metern war die Platte das größte Werkzeug,
Flüssigkeit zurückgehalten wird, äußerst das Boltight je geliefert hat, und das erste für
zuverlässig sein. Aber auch die Wartung selbst ein Ventilgehäuse.
muss einfach vonstattengehen.
Auf der Suche nach Werkzeug für ein gro- ABER MASSGESCHNEIDERTE PRODUKTE
ßes, mit 18 M150-Schrauben gesichertes Ven- sind nichts Ungewöhnliches für Boltight. „Wir
tilgehäuse wandte sich ein Öl- und Gasun- mögen einmalige, individuelle Projekte", sagt
ternehmen an Boltight mit der Bitte um eine Perkins. „Wir bringen unsere Zeit ein und hel-
Konstruktion, die sich schneller entfernen lässt. fen den Kunden, ihre Wünsche umzusetzen.“
„Dieses Ventil ist sehr teuer und unheimlich Boltight arbeitete in der Planungsphase eng
Ventilgehäuse geliefert. Nun machten sie den
wichtig für den Betrieb, weshalb es regelmäßig mit dem Kunden zusammen. Den Zusammen-
Vorschlag, die Anzahl der Spannwerkzeuge auf
gewartet werden muss“, erklärt Harry Perkins, bau der Platte aus mehreren Segmenten sah der
sechs zu erhöhen, um den Aus- und Wieder-
Design Engineer bei Boltight. „Während der Kunde skeptisch, zu groß war die Sorge um die
einbau zu beschleunigen. Die Bedienung von
Wartung wird die Produktion unterbrochen – Sicherheit. Perkins löste dieses Problem, indem er
sechs Werkzeugen gleichzeitig brachte jedoch
so lange verdient der Betrieb kein Geld. Daher einen lokalen Anbieter fand, der die Platte aus ei-
ihre ganz eigenen Probleme mit sich.
muss alles so schnell wie möglich gehen.“ nem einzigen Stück fertigen konnte.
„Sie sind so groß, schwer und unhandlich,
In weniger als zwei Monaten nach der
dass es wirklich schwierig ist. Wir hatten die
PERKINS UND SEIN TEAM hatten dem Kontaktaufnahme des Kunden waren die
Idee, alle zusammen anzuheben“, sagt Perkins.
gleichen Kunden bereits vier Werkzeuge zum Werkzeuge und die Hebeanlage ausgeliefert.
Die Lösung bestand darin, die Werkzeuge
Entfernen von M120-Schrauben von einem RICHARD ORANGE
auf einer Hebeplatte zu montieren, mit der
BOLTED # 2
1 2018
2014 19NORD-LOCK.DE WHEN SAFETY REALLY MATTERS With Nord-Lock Group, you never have to question the integrity of mechanical solutions so critical to our way of life.
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