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Hohe Prozesssicherheit und schnelle Montage, das waren die Ziele einer Testreihe beim Landmaschinenhersteller John Deere. Bei der Verschraubung von Ringspannelementen in 820 PS starke Feldhäcksler galt es, Setzerscheinungen zu überwinden und den Schraubvorgang zu verkürzen. Mit Hilfe des neuen Pulsor C von Atlas Copco Tools gelang beides: präzises Verschrauben und eine Zeitersparnis von 65 %.

Essen/Zweibrücken, Oktober 2011 – Von November bis August stehen beim Landmaschinen-Hersteller John Deere in Zweibrücken die Bänder nicht still. 1100 Mitarbeiter produzieren in zwei bis vier Schichten Mähdrescher für den europäischen Markt sowie sechs verschiedene Feldhäckslermodelle, die weltweit Absatz finden. Die bedeutendsten Märkte sind Zentraleuropa und Nordamerika.

Die beiden größten Feldhäckslerserien, 7750 und 7950, sind die Antwort auf eine gesteigerte Nachfrage nach leistungsstarken Maschinen mit großer Schlagkraft. Das Herzstück beider Häcksler ist die Vielmessertrommel, deren Besonderheit die Anzahl und Anordnung der Messer ist. Insgesamt 56 Spezialmesser stellen bei geringem Kraftaufwand sicher, dass der Anteil an Überlängen des Ernteguts minimal ist – gut für die Häckselqualität. Die in der Leistung von 600 auf 820 PS (441 auf 603 KW) gesteigerte Maschine bringt nun die durch ein Powerband angetriebene Messertrommel auf 1100 min-1. „Da ist die Prozesssicherzeit das A und O“, betont Edgar Schneider, technischer Arbeitsvorbereiter bei John Deere, „schon ein einziges loses Messer führt zum Totalschaden.“

Ringspannelement bietet sicheren Halt

Die höhere Maschinenleistung stellte die Konstrukteure beim Antrieb der Trommel vor eine Herausforderung. Die Lösung war ein Ringspannelement, das die in kleineren Feldhäckslern weiterhin verwendete konische Verbindung ersetzt und dem Antriebsriemen den notwendigen Halt gibt. Das Spannelement besteht aus zwei Innenringen mit Außenkegel und einem Außenring mit Innenkegel. Durch Anziehen der zehn Spannschrauben werden die Innenringe gegeneinander gezogen und stellen laut Schneider einen „modernen Formschluss“ sicher. Die dabei entstehenden radialen Spannkräfte pressen den Außenring in die Nabenbohrung und die Innenringe auf die Welle, wodurch ein Drehmoment zwischen Welle und Nabe übertragen wird.

Vom Lieferanten der Spannelemente wird ein Voranzug mit halbem Anzugsmoment über Kreuz mit anschließendem Anzug auf 73 Nm im Uhrzeigersinn vorgegeben. „Große Probleme bereitete uns das Setzverhalten des Ringspanners“, berichtet Schneider, „jede Schraube mussten wir am Anfang 25 Mal per Hand mit einem schweren Drehmomentschlüssel nachziehen. Für eine Serienproduktion ist ein solch hoher Aufwand nicht akzeptabel.“

Pulsor C beseitigt Setzerscheinungen

Die Lösung des Schraubproblems fand man schließlich im Pulsor C von Atlas Copco Tools – einem elektronisch gesteuerten Druckluft-Impulsschrauber. Mit 100 verschiedenen Programmen und einem Drehmoment bis 450 Nm ist er vielseitig einsetzbar. Die Montage des Ringspannelements mit seinen zehn Spannschrauben erfolgt nun mit diesem Impulsschrauber und elektronisch gesteuerter Druckluftzufuhr. Das Problem der extremen Setzerscheinungen wurde durch ein dreistufiges Verfahren gelöst. Zwischen die beiden vom Lieferanten vorgegebenen Schritte wurde ein zusätzlicher Schritt geschaltet, bei dem die Schrauben ein weiteres Mal über Kreuz auf ein etwas höheres Moment angezogen werden. Anschließend wird jede Schraube im Uhrzeigersinn so lange angezogen, bis der vorgegebene Endanzug von 73 Nm erreicht ist. Dadurch wurde die Anzahl der Verschraubungen, die für eine stabile Verbindung notwendig sind, von gut 250 auf circa 100 reduziert.

Dabei wirkt das Wechselspiel zwischen „Impuls“ und „Entspannung“ den Setzerscheinungen sehr entgegen, so dass mit Hilfe des Pulsor C beim gesamten Spannprozess 20 Minuten eingespart und die Taktung deutlich erhöht werden konnte. Ein weiterer Vorteil ist die automatische Winkelüberwachung des Werkzeuges, die bislang von keinem anderen Druckluftschrauber beherrscht wird. In den Testläufen fand man heraus, dass alle Verschraubungen in Ordnung sind, wenn der Drehwinkel beim letzten Anzug auf 73 Nm nicht mehr als 20° beträgt. Die Steuerung des Geräts, der Pulsor Focus, meldet dann ein „i. O.“ (in Ordnung). Die Winkelkontrolle war bisher nur den gesteuerten Elektrowerkzeugen vorbehalten, die jedoch kontinuierlich anziehen. Gerade der pulsierende Anzug macht hier den Pulsor C im Kampf gegen die extremen Setzerscheinungen überlegen.

Fehlerhafte Verschraubungen meldet die Steuerung direkt; sie werden durch ein akustisches Signal und eine rot leuchtende Lampe signalisiert. Dadurch arbeitet der Pulsor C auch wesentlich genauer als die Vorgänger-Pulsoren, die über keine elektronische Steuerung verfügten.

Dokumentierbare Prozesssicherheit

„Wir haben unser Ziel erreicht und sind mit der Lösung des Problems 100-prozentig zufrieden“, freut sich Schneider, für den die Nähe zu und die direkte Betreuung durch einen Mitarbeiter von Atlas Copco ausschlaggebend für die Zusammenarbeit war. „Atlas Copco hat von Anfang an unsere einjährige Testreihe begleitet, die Arbeit ging Hand in Hand“, erinnert er sich.

Zukünftig sollen die bei der Verschraubung ermittelten Daten ins Tools-Net rapportiert werden. Die Datenbank von Atlas Copco macht eine einwandfreie Rückverfolgbarkeit möglich, da ein Bauteil mittels Barcode der Verschraubung zugeordnet werden kann. So könnten bei einer Reklamation jede einzelne Verschraubung präzise nachverfolgt und eventuelle Abweichungen festgestellt werden.

Nicht nur Edgar Schneider freut sich über den gesteuerten Impulsschrauber, auch Werker Fernand Clement ist zufrieden. „Da brauchte man ganz schön viel Kraft“, erinnert er sich und holt den alten Drehmomentschlüssel aus der Schublade. „Der neue Pulsor C erleichtert die Arbeit sehr, die Technik ist einfach zu bedienen“, meint Clement, der in seinen 39 Jahren bei John Deere schon viele Werkzeuge in der Hand hatte.

„In den letzten Jahren rückten die Ergonomie und die Schaffung leiser Arbeitsplätze bei John Deere immer mehr in den Fokus. Neben der verbesserten Prozesssicherheit ist das für uns ein weiterer Punkt, der für die Zusammenarbeit mit Atlas Copco spricht“, sagt Schneider. Das sieht auch die Konzernspitze von John Deere so, die die Präsenz des Unternehmens in über 170 Ländern zu schätzen weiß und kürzlich einen weltweiten Rahmenvertrag mit Atlas Copco abgeschlossen hat.

Autorin: Sabrina Hachenberg

 

Über John Deere

Im Jahre 1837 entwickelte John Deere den ersten wirtschaftlich erfolgreichen, selbstreinigenden Stahlpflug und legte damit den Grundstein für sein Unternehmen, Deere & Company. Bereits 1918 stieg John Deere in das Traktorengeschäft ein, die Kernkompetenz des heutigen Unternehmens. Heute beschäftigt John Deere weltweit über 50000 Mitarbeiter in 28 Ländern und verkauft seine Produkte in über 160 Ländern.

Die Produktpalette umfasst nicht nur landtechnische Produkte, sondern auch Baumaschinen, Forstmaschinen und Kommunaltechnik sowie Maschinen für die Rasen-, Grundstücks- und Golfplatzpflege. Darüber hinaus bietet das Unternehmen Finanzdienstleistungen an. In Deutschland hat John Deere Standorte in Mannheim, Zweibrücken, Bruchsal, Gummersbach und Stadtlohn. Bis zum Jahr 2018 will das Unternehmen seinen Umsatz auf 50 Milliarden US-Dollar verdoppeln, wie die Konzernspitze unlängst erklärte.