Entladungsproblem gelöst

Druckluftschrauber mit ESD-Zertifikat sorgen für das antistatische Montieren von Haushaltsgerätesteuerungen. Elektrostatische Entladungen kennt man nicht nur durch Blitze bei einem Gewitter. An...

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Aachener Maschinenbau GmbH

ANDREAS MAIER GmbH & Co. KG

Treston Deutschland GmbH

Druckluftschrauber mit ESD-Zertifikat sorgen für das antistatische Montieren von Haushaltsgerätesteuerungen Elektrostatische Entladungen kennt man nicht nur durch Blitze bei einem Gewitter. An manchen Tagen genügt eine Handbewegung hin zur Autotür und man zuckt zurück. Doch ESD-(Electrostatic-Discharge-)Schutz ist auch im auf elektrostatische Entladung besonders empfindlich reagierenden Montagebereich von elektromechanischen und elektronischen Steuerungen für Haushaltsgeräte unabdingbar. Ansonsten wäre so manche Elektronik schon schadhaft, noch bevor sie ihren ersten Steuerbefehl abgegeben hätte. Deshalb werden im zur Diehl-Gruppe gehörenden AKO-Werk in Wangen gewisse Bauteile nur mit ESD-zertifizierten Schraubern montiert. Um diesen Fertigungsbereich betreten zu dürfen, muss man erst eine Schleuse passieren. Hier wird die ESD-Schutzausrüstung der Mitarbeiter und Besucher geprüft. Erst wenn man durch spezielle Schuhe oder ein leitfähiges Fersenband geerdet ist und das Prüfgerät Grün zeigt, geht es weiter. Ohne diese Erdung könnte es beim Berühren der empfindlichen Bauteile dazu kommen, dass sich elektrostatisches Potential blitzartig entlädt und die Elektroniksteuerung beschädigt.Alle Beschäftigten in den ESD-Schutzbereichen sind über Schuhe und leitfähiges Handgelenkband permanent geerdet, sitzen auf geerdeten Stühlen, die auf einem ableitfähigen Bodenbelag stehen und arbeiten mit ESD-sicheren Geräten, so auch Schraubern. Worauf es ankommt, ist der kontrollierte Potentialausgleich in der Schutzzone und die Vermeidung von Aufladung. Doch wenn die überwiegend aus Kunststoff bestehenden Komponenten zu Steuerungen verschraubt werden, tritt unweigerlich Reibung auf. Sie führt zwangsläufig zu statischen Aufladungen, die unschädlich, das heißt weder zu langsam noch zu schnell abgeführt werden müssen. Enges Drehmomentfenster wird eingehaltenIm AKO-Werk ist das Entladungsproblem bei der Schraubmontage inzwischen gelöst - und zwar mit dem ESD-zertifizierten Druckluftschrauber LUM 21 PR der Atlas Copco Tools GmbH, Essen, der aufgrund eines neuartigen Gehäuses antistatisch ist. Dieses Gehäuse besteht aus einem spannungsableitenden Kunststoff, der nicht mit bisherigen leitfähigen Materialien aus Graphit- oder Kohlefasergemischen vergleichbar ist. Die Schrauber in Verbindung mit geerdeten Schraubbits und einer leitfähigen Luftschlauchinstallation sichern einen kontrollierten Potentialausgleich, wie Kontrollmessungen ergaben.Nach durchweg positiven Erfahrungen in der Erprobungsphase wurde schließlich die gesamte Fertigung mit einem runden Dutzend der Stabschrauber in ESD-zertifizierter Ausführung ausgestattet. Gegenüber den zuvor eingesetzten Modellen hat der Druckluftschrauber LUM 21 ein sehr stabiles Drehmomentfenster mit hoher Wiederholgenauigkeit. Das Toleranzfeld bei der Verschraubung von Frequenzumrichtern für Waschmaschinen liegt zum Beispiel bei einem Drehmoment zwischen 2,0 und 2,3 Nm. Diese Anforderung konnten weder die inzwischen abgeschafften Elektroschrauber noch die älteren Luftschrauber erfüllen. Weil sich dem Montagevorgang ein Lötprozess anschließt, sei Ölfreiheit der Schrauber besonders wichtig gewesen. Öl auf der Leiterplattenoberfläche hätte fatale Folgen. Der Preis des schmierölfreien Werkzeugbetriebs waren früher kürzere Standzeiten. Doch bei AKO zeigt sich, dass Trockenlauf-Schrauber ihren geschmierten Brüdern und Schwestern durchaus ebenbürtig sind. Eine Arbeitsgruppe in der Fertigung montiert seit einiger Zeit elektronische Steuerungen für den amerikanischen Markt: täglich 2600 Elektroniken mit je vier Schrauben.Bei diesen 10400 Schraubvorgängen täglich haben die Trockenläufer bis heute weit über 1,5 Millionen Mal geschraubt, ohne einen einzigen Ausfall. Je nach Schraubfall wird der ungewöhnlich große Drehmomentbereich der Abschaltkupplung (von 0,5 bis 4,5 Nm) voll ausgeschöpft. Beispielsweise bei der Montage von Kühlkörpern, die je nach Ausführung mit unterschiedlichen Drehmomenten zu verschrauben sind. Da AKO auch Kleinserien fertigt - was hier Losgrößen unter 20 000 Stück bedeutet - müssen die Einrichter die Schrauber entsprechend häufig auf andere Drehmomente einstellen. Neben den technischen Aspekten zählen für die überwiegend weiblichen Beschäftigten auch ergonomische Gesichtspunkte. Da die neuen Schrauber nach unten hin schlanker werden, ließen sie sich besser greifen als die alten schweren Schrauber mit zylindrischem Metallgehäuse, bestätigen die Mitarbeiterinnen. Zudem wird der niedrigere Geräuschpegel der ESD-Schrauber mit Schubstarter und das kaum wahrnehmbare Rucken beim Abschalten geschätzt.