Grafik 5M Schraubverbindung

Die fünf Einflussfaktoren einer Schraubverbindung: Mensch, Material, Maschine, Mitwelt und Methode - die 5M. (Bild: AdSV)

Mensch, Material, Maschine, Mitwelt und Methode – die sogenannten 5 Ms – beeinflussen entscheidend die Qualität einer Schraubverbindung. Zum Guten, in der Praxis aber häufig auch zum Schlechten. Die Akademie der Schraubverbindung (AdSV) lehrt in ihren Seminaren zur VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1 Methoden, um schädliche Einflussfaktoren sicher zu erkennen, und vermittelt erprobte Strategien, um die Fehlerquellen zu beseitigen.

"Maßgeblich für sichere Schraubverbindungen ist der Mensch. Er steht bei uns im Mittelpunkt. Seine Qualifikation und seine für die Problematik geschärften Sinne bestimmen darüber, welche Macht die übrigen 4 Ms entfalten können", sagt Catrin Junkers, Geschäftsführerin der AdSV. Die praxiserfahrenen Dozenten der Akademie entwickeln individuelle Lehrpläne, die sowohl den Wissensstand der Mitarbeiter als auch die spezifischen Anforderungen des Unternehmers berücksichtigen.

Einflussfaktor Mensch

Praxisbeispiel: Aufgrund mangelnder Qualifikation schmiert ein Mitarbeiter seine Schraubengarnitur zusätzlich mit Graphitpaste, um das unangenehme Quietschen bei der Montage zu vermeiden. Dabei sinkt der Gesamtreibwert der Verbindung auf kleiner 0,06 und die Schrauben einer Verkehrsleitbrücke lösen sich selbsttätig. Infolge dessen stürzt die Brücke um. In diesem Fall greift die persönliche Haftung. Alle anderen von diesem Mitarbeiter montierten Brücken müssen überprüft werden.


Lösung: Unternehmen müssen beweisen können, dass ihr Handeln jederzeit sicher war. Neben dem Einsatz zugelassener Technik müssen sie auch den Nachweis anerkannter Qualifikationsmaßnahmen ihrer Mitarbeiter erbringen. Um rechtlich auf der sicheren Seite zu sein, ist für alle mit Schraubtechnik befassten Mitarbeiter eine Grundlagenschulung VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1 erforderlich. Zusätzlich empfehlenswert sind die Spezialmodule Q37, Q38, Q39, Q40, Q42, Q43, Q44 und Q50, die den damit befassten Personen das nötige Handwerkszeug für die selbstständige Arbeit vermitteln. Dazu zählen neben der Herstellung einer Schraubverbindung auch das Erstellen von Prüfplänen und die Durchführung der Überprüfung. Der so trainierte Mitarbeiter, beispielsweise der Monteur, ist somit gerüstet, um auch bei schwierigen Bedingungen jederzeit kompetent entscheiden und sicher verschrauben zu können.

Einflussfaktor Material

Praxisbeispiel: Aufgrund eines nicht korrekten Fertigungsprozesses von günstigen Schrauben ist nach der Auslieferung noch zu viel atomarer Wasserstoff im Gefüge der Schraube. Die Schraube versagt wenige Stunden nach der Montage und verursacht Gefahren für Leib und Leben sowie die Umwelt.

Lösung: Eine optimale Ergänzung zur obligatorischen Grundlagenschulung VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1 sind in diesem Fall die Spezialmodule Q45 sowie Q47, die speziell die Themen Einkauf und Überprüfung von Verbindungselementen behandeln. Das Beispiel macht deutlich, wie wichtig eine an den konkreten Aufgaben des einzelnen Mitarbeiters orientierte Weiterbildung ist. Nicht nur Monteure, sondern auch Einkäufer, Vorgesetzte, Mitarbeiter in der Qualitätssicherung und Personalabteilung sowie Konstrukteure benötigen eine gezielte Weiterbildung in Verschraubungstechnik, um stets fachkundige und sichere Entscheidungen treffen zu können.

Einflussfaktor Maschine/Schraubgerät

Praxisbeispiel: In einer Serienproduktion tritt ein Maschinenfehler auf. Der nachgelagerte Prüfprozess hat nicht stattgefunden oder ist unzureichend, weil die falsche Schraubfallkategorie verwendet wurde. Nach 50.000 ausgelieferten Fahrzeugen tritt aufgrund einer versagenden Schraubverbindung ein schwerer Schaden im Feld auf. Da nicht bekannt ist, ab wann der Maschinenfehler am Schraubgerät aufgetreten ist, muss ein Rückruf für alle ausgelieferten Fahrzeuge erfolgen.

Lösung: Routine in der Großserienfertigung birgt die Gefahr, dass sich Fehler einschleichen und über viele produzierte Einheiten hinweg unentdeckt bleiben. Der Schaden, den die vermeintlich kleine Ursache anrichtet, ist bei hohen Stückzahlen immens. Auch der Imageverlust bei Tausenden betroffenen Kunden ist gravierend. Neben der Grundlagenschulung VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1 sind für Mitarbeiter in der Serienproduktion auch die Spezialmodule Q4, Q23, Q25 und Q28 besonders empfehlenswert. Neben der Festlegung der Schraubfallkategorie lernen die Seminarteilnehmer, wie Schraubwerkzeuge fachkundig geprüft und gewartet werden. Ergänzend dazu bieten sich die Module Q40, Q41, Q43, Q44 und Q50 an, um die Kenntnisse zu den Themen Messen und Prüfen von Schraubverbindungen zu vertiefen.

Einflussfaktor Mitwelt

Praxisbeispiel: Ein großes Getriebebauteil einer Windkraftanlage wird morgens zur Montage in die Fertigungshalle gefahren. Auf der kalten Metalloberfläche des Bauteils kondensiert Wasser. Da sich der Reibwert des Schmierstoffs in Kombination mit dem Wasser verändert und die drehmomentgesteuerte Montage angewendet wird, liegt der Prozess nicht bei der erforderlichen Zielvorspannkraft. Dies ist auch nicht bei der nachfolgenden Prozessfähigkeitsuntersuchung (PFU) aufgefallen, weil der Reibwert immer noch erhöht war. Das Getriebe versagt im Feld und ein millionenhoher Schaden ist die Folge.

Lösung: An einer Schraube kann eine riesige Verantwortung hängen. Um solch tückische und folgenschwere Fehler im Vorfeld aufzuspüren und auszuschließen, ist eine erstklassige Qualifikation aller in den Prozess involvierten Mitarbeiter unverzichtbar. Die Grundlagenschulung VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1 sollte um das Spezialmodul Q32 (Durchführung einer Prozess- und Risikoanalyse für den Montageprozess) erweitert werden.

Einflussfaktor Methode

Praxisbeispiel: Bei der Reparatur einer verunglückten Baumaschine muss die Montageoberfläche im Feld nachbearbeitet werden. Der Schraubmontageprozess ist drehmomentgesteuert und die Nacharbeit führt zu einem deutlich erhöhten Reibwert. Durch die Drehmomentmontage liegt die erzielte Vorspannkraft nur noch bei 50 Prozent der erwarteten Zielvorspannkraft. Bei der Weiterdrehmomentmessung gemäß VDI/VDE 2645 – Blatt 3 konnte dieses Problem nicht entdeckt werden. Die Baumaschine versagt aufgrund der hohen zyklischen Belastung durch Schraubenbruch nach kurzer Zeit.

Lösung: Im Feld bei wechselnden, nicht idealen Gegebenheiten und oft unter Zeitdruck zu arbeiten, ist besonders herausfordernd. Jeder Fall ist speziell und die Verschraubungsmethode muss entsprechend den Bedingungen gewählt werden. Die erforderlichen Qualifikationen vermittelt die Grundlagenschulung VDI/VDE-MT 2637 – Blatt 1, erweitert um die Spezialmodule Q6, Q10 und Q42, die das Berechnen von Schraubverbindungen, die Festlegung der Reparaturstrategie sowie die anschließende Messung der Verschraubung im Feld thematisieren.

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