15.4
STG Control-Umsetzung für Befestigungselemente
Beim Festziehen eines Befestigungselements wird der Bolzen gedehnt oder vorgespannt, damit er genügend
Kraft aufnimmt, um die montierten Teile zusammenzuhalten. Durch Vorspannung des Bolzens auf eine höhere
Last werden die montierten Teile mit größerer Klemmkraft zusammengehalten. Durch das Vorspannen eines
Befestigungselements an die Streckgrenze des Schraubenmaterials wird die maximal mögliche Klemmkraft für
jedes Befestigungselement bereitgestellt.
Das Vorspannen eines Befestigungselements auf seine Streckgrenze kann auch einen statischen
Belastungszustand für das Befestigungselement sicherstellen, wenn die Betriebslasten die bei anderen
Befestigungsmethoden verfügbare Vorspannung überschreiten können, wodurch das Risiko von
Ermüdungsausfällen verringert wird. Ein Bolzen wirkt wie eine Zugfeder. Innerhalb seines elastischen Bereichs
führt jede Zunahme der Durchbiegung zu einer proportionalen Zunahme der Last. Sobald der Bolzen jedoch
über seine Elastizitätsgrenze hinaus in den Kunststoffbereich gedehnt wird, führt derselbe inkrementelle
Durchbiegungsbetrag zu einer proportional geringeren Erhöhung der Last. Solange der Bolzen innerhalb seiner
Elastizitätsgrenze vorgespannt ist, tritt keine bleibende Verformung des Bolzens auf. Nach dem Entladen wird
die ursprüngliche Länge wiederhergestellt.
Sobald der Bolzen jedoch über seine Elastizitätsgrenze hinaus in den plastischen Bereich ausgelenkt wird, tritt
eine dauerhafte Dehnung auf. Die Streckgrenze eines Materials wird traditionell als der Punkt definiert, an dem
eine dauerhafte Dehnung von 0,2% auftritt.
Beim Anziehen eines Befestigungselements ist das aufgebrachte Drehmoment direkt proportional zur Last und
der Drehwinkel steht in direktem Zusammenhang mit der Durchbiegung durch die Gewindesteigung. Durch
Überwachen des dynamischen Drehmoments und des Drehwinkels während eines Befestigungszyklus (über
die anfängliche Phase des freien Herunterfahrens und Hochziehens eines Befestigungszyklus hinaus) steht die
Änderungsrate von Drehmoment gegenüber Winkel in direktem Zusammenhang mit der Änderungsrate von
Last gegen Durchbiegung des Bolzenmaterials, wodurch ein bequemes Verfahren zum Überwachen des
Einsetzens der Elastizitätsgrenze des Bolzenmaterials bereitgestellt wird. Die Software der QPM-Steuerung
kann nun diese Streckgrenze für Befestigungselemente erkennen und den Befestigungsvorgang anhalten,
wenn dies auftritt.
15.5
Einschränkungen und Empfehlungen für STG
Control
Die Art der verwendeten Befestigungselemente und die Zusammensetzung der montierten Komponenten
können einen erheblichen Einfluss auf den Erfolg der Implementierung einer STG Control-Strategie für
Befestigungselemente haben. Wenn die befestigten Komponenten während des gesamten Montageprozesses
nachgeben können, kann dies als Nachgeben von Befestigungselementen interpretiert werden. Da die
Querschnittsfläche des Gewindeabschnitts eines Bolzens kleiner ist als die Fläche des Schaftabschnitts, tritt
SC Series Controllers
Anhang A
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