Kunststoff-Kindersitze prozesssicher verschrauben

Rund 1,7 Millionen Kindersitze montiert Dorel nach eigenen Angaben jährlich, und zwar elf Varianten in 20 Produktionslinien. Das Unternehmen arbeitet mit der Atlant-Gruppe als Fertigungspartner zusammen. Das Sozialunternehmen, das man in Deutschland als Behindertenwerkstatt einordnen würde – in den Niederlanden spricht man vom Sociale Werkplaats –, stellt eigenes Personal und die Produktionsleitung. „Die Verantwortung für die Qualität liegt aber bei uns“, erklärt Rogier Grünewald, Qualitätsmanager bei Dorel Netherlands, die Struktur.

Die Qualitätsanforderungen seien ebenso hoch wie in einer „normalen“ Firma, versichert Rogier Grünewald, sie zu erfüllen aber kein Problem. Eingesetzt werden für die Verschraubungen Tensor-SL-Werkzeuge von Atlas Copco, die alle Montagefälle überwachen und Montagefehler zuverlässig verhindern sollen.

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Zeigen lässt sich das unter anderem am Maxi-Cosi-Klassiker: Dessen Außenschale besteht vor allem aus Polypropylen (PP), das bei geringem Gewicht hohe Festigkeit und gute Dämpfungseigenschaften bietet und relativ leicht zu verschrauben ist. Die Drehzahl der Schrauber kann stufenlos von 300 bis 1600 Umdrehungen pro Minute an die jeweilige Kunststoffqualität angepasst werden. Deshalb gebe es weder Temperaturprobleme im Material noch den Weißbruch. Gewöhnliche Druckluftschrauber dagegen, die nur auf eine bestimmte Drehzahl ausgelegt seien, bringen bei zu hohen Drehzahlen den Kunststoff zum Schmelzen oder beschädigen das Material durch ein zu hohes Drehmoment. In beiden Fällen sei der sichere Halt der Schraube fraglich. Apropos Schraube: Davon werden so wenig wie möglich eingesetzt, denn Schrauben sind ein Kostenfaktor. „Wir beschränken uns auf wenige, aber dafür umso wichtigere Schrauben, die unabhängig vom Werker korrekt angezogen werden müssen“, unterstreicht Grünewald.

Selbstfurchende Spezialschrauben für harte Kunststoffe

Sicherheitskritisch und im Falle eines Unfalls für die kleinen Passagiere überlebenswichtig sind die Halteschrauben der Sicherheitsgurte. Je nach Typ werden die selbstfurchenden Schrauben in Kunststoffe eingedreht, die mitunter härter sind als Stahl. Weil man hier zudem auf das Vorbohren verzichtet, kommt es zu Werkstoffpaarungen, die Schraubfälle extrem hart oder extrem weich machen und während des Verschraubens wechselnde Drehmomente erfordern. „Das ist mit konventioneller Schraubtechnik nicht umzusetzen“, urteilt der Qualitätsingenieur, und erklärt, dass eine Schraube, die mit 1,5 Newtonmetern in Polyamid (PA) gut halte, in glasfaserverstärktem Polyamid bereits Eindrehmomente von 2,5 bis 3,5 Newtonmeter erfordere. Dorel setzt Polyamide mit 20 bis 60 Prozent Glasfaseranteil ein. Da die Stabschrauber ein Drehmomentspektrum von 0,3 bis 10 Newtonmeter abdecken, reicht dennoch ein Schrauber je Montagestation aus.

Als Besonderheit hebt Grünewald die „Job-Programmierung“ hervor, über die er jedem einzelnen Schraubfall einer Montagesequenz ein eigenes Drehmoment und einen eigenen Drehwinkel zuordnen kann. Mit bis zu 250 maßgeschneiderten Parametersätzen lassen sich die Schraubgeräte programmieren. Nur wenn diese Parameter korrekt erzielt wurden, blinkt am Ende des Zyklus (dem „Job“) eine grüne Leuchte. Dann wird die Station für das nächste Bauteil freigegeben. Fehlerhafte Teile werden so erkannt, ausgeschleust und in eine Nacharbeitsstation getaktet, wo – ebenfalls mit einem Tensor SL – korrigiert wird und die Mitarbeiter eventuell schadhafte Komponenten austauschen.

Schraubsysteme entlarven Materialfehler

Alle sicherheitskritischen Schraubdaten der 20 Montagelinien und der Nacharbeitsstation hat die Qualitätssicherung fest im Blick. Auf einem zentralen Monitor lassen sich die Daten aller sicherheitsrelevanten Verschraubungen anzeigen. Jeder der 21 Schrauber speist seine Montageergebnisse über den Tools-Net-Server in eine Schraubfalldatenbank ein.

Dank der Vernetzung gelangen an jedem Produktionstag 21360 weitere Montageergebnisse in die Datenbank. „Ich kann von meinem Arbeitsplatz aus per Mausklick die Schraubdaten jedes einzelnen Kindersitzes aufrufen und nachsehen, mit welchem Drehmoment und Drehwinkel eine bestimmte Gurtverschraubung ausgeführt wurde“, erklärt Rogier Grünewald. Grafiken und Drehmomentkurven veraeten auch geringfügige Änderungen in der Beschaffenheit des Kunststoffs oder der Oberflächengüte der Schraubengewinde. Durch die vielfältigen Grafikfunktionen der Software kann der Experte Trends ausmachen und frühzeitig gegensteuern. So wurde nach dem vermeintlich zu frühen Abschalten einiger Schrauber festgestellt, dass eine Charge Schrauben schlecht gehärtet waren. Sie wurden daraufhin ausgetauscht.

In der Regel seien es aber nur kleine Drehmomentkorrekturen im Bereich von Zehntel-Newtonmetern oder Nachbesserungen bei den Eindrehwinkeln um einige Grad, mit denen sich die Montage weiter optimieren lasse. „Dazu brauche ich mein Büro noch nicht einmal zu verlassen“, so der Qualitätssicherer. „Denn alle Werkzeuge im Werk kann ich vom Bildschirmarbeitsplatz aus umprogrammieren.“