Akkuschrauber

Vom Leinenzwang befreit

Viele Montagelinien werden heute komplett ohne Druckluft geplant. Denn Elektro- und Akkuschrauber haben gegenüber Druckluftwerkzeugen fast nur Vorteile. Sie sind ohne Kabel weitaus flexibler, leiser, energieeffizienter. Und je nach Ausstattung können sie mehrere Druckluft- oder einfache Akkuschrauber ersetzen und so eine schlanke Linienplanung unterstützen.

(Bilder: Atlas Copco Tools)

„Bei Werkzeugen für die Schraubmontage geht der Trend in der Industrie schon seit mehreren Jahren weg von der Druckluft und hin zum Elektroantrieb“, weiß Michael Kierakowicz, Produktmanager bei Atlas Copco Tools Central Europe in Essen. „Druckluft ist einfach ein sehr teurer Energieträger.“ Dafür habe sie sich an den Montagelinien hierzulande sehr lange gehalten. „Lange hieß es in der Industrie, Druckluft ist ja sowieso da – und Druckluftwerkzeuge selbst waren und sind im Vergleich zu Elektroschraubern immer noch günstig in der Anschaffung.“ Doch über Jahre des Einsatzes gerechnet, amortisieren sich Elektroschrauber – ob mit Kabel oder mit Akku – allein über die eingesparte Energie. Und sie haben in Bezug auf die meisten Montageanwendungen so viele technische Vorteile, dass viele Industriehallen heute komplett ohne Druckluftabgänge an den Montagelinien geplant werden.

Michael Kierakowicz weiß: Wer einfache Regeln beim Laden und Lagern einhält, verlängert die Haltbarkeit moderner Lithium-Ionen-Akkus enorm.

Elektro- und Akkuwerkzeuge lassen sich für zahlreiche verschiedene Schraubfälle einsetzen, womit Unternehmen die Investition in übermäßig viele Druckluftschrauber oder Drehmomentschlüssel sparen. Darüber hinaus montieren Betriebe mit Elektrowerkzeugen flexibler, was im Hinblick auf die Fertigung von Varianten oder gar neuen Produkten ein wichtiger Punkt ist. Und höherwertige Elektroschrauber können gleichzeitig mehrere Parametersätze verwalten, also mehrere Schraubfälle an einer Station abdecken. Damit unterstützen sie eine schlanke Ausstattung von Montagelinien.

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In den letzten vier, fünf Jahren hat sich der Trend innerhalb der Elektroschrauber hin zu akkubetriebenen Werkzeugen massiv beschleunigt. „Das Elektrokabel wird doch von vielen Anwendern als hinderlich angesehen“, stellt Kierakowicz fest. „Man denke nur an die Montage großer Landmaschinen, Baumaschinen oder Trailer: Da müssen die Mitarbeiter unter, neben, auf oder in dem Bauteil arbeiten und flexibel sein, weil man das Bauteil selbst nicht beliebig bewegen kann. Kabel oder Schläuche schränken die Bewegungsfreiheit stark ein. Und sie sind Sicherheitsrisiken, weil man schneller stolpert.“

Akku-Kapazität für ganze Schicht

Inzwischen zieht sich der Wunsch nach mehr Bewegungsfreiheit und Flexibilität durch immer mehr Branchen, und der technologische Fortschritt kann die Nachfrage befriedigen. Lithium-Ionen-Akkus mit ausreichend Kapazität für eine Schicht sind heute Standard, zumindest bei niedrigen bis mittleren Drehmomenten. „Aber genau hier liegen derzeit auch noch die technischen Grenzen“, führt der Atlas-Copco-Mitarbeiter aus. Zwar sei der Drehmomentbereich in den letzten Jahren stetig gestiegen, ebenso die Geschwindigkeit der Akkuschraubwerkzeuge. Aber so kräftig und schnell wie kabelgebundene Hochmoment-Elektro- oder Druckluftschrauber sind Akkuschrauber eben noch nicht; dazu ist die Stromdichte der Akkupacks noch zu gering. Für die Zukunft rechne er aber mit neuen Materialpaarungen in den Akkuzellen, die höhere Kapazitäten erlaubten, sagt Kierakowicz. „Besonders wenn es um hohe Stückzahlen pro Schicht, kurze Taktzeiten und höhere Drehmomente geht, ist die Kapazität sehr wichtig – und ich bin zuversichtlich, dass die Technik hier noch deutliche Fortschritte machen wird.“

Die stärksten Akkuschrauber im Atlas-Copco-Programm schaffen derzeit Drehmomente bis zu 150 Newtonmetern. „Wobei wir in nächster Zeit ein Werkzeug mit deutlich höheren Drehmomenten auf den Markt bringen werden, denn die Nachfrage etwa aus der Energiebranche oder von Offroad-Fahrzeug-Herstellern ist schon da!“, blickt der Produktmanager voraus. Speziell im Turmbau von Windenergieanlagen sei der Wunsch nach kabel- und schlauchlosen Werkzeugen sehr groß.

Werker an der Linie abholen

Andere Kunden wiederum, die viele Jahre oder Jahrzehnte mit ihren Druckluftwerkzeugen zufrieden waren, müsse man erst von den Vorteilen der Elektro- und Akkutechnik überzeugen. „Speziell die Druckluftschrauber für höhere Drehmomente sind ja sehr stark und schnell“, sagt Kierakowicz. „Akkuschrauber sind viel leiser, was ihnen zuweilen als Schwäche ausgelegt wird.“ Solche Vorurteile müsse man dann erst mal ausräumen. Zum Beispiel kommunizieren, dass die Akkus heute für viele hundert Verschraubungen ausreichen. „Die meisten Betriebs- und Montageleiter sind von der Technik überzeugt, aber wir müssen auch die Werker an der Linie abholen!“

Wie viele Jahre ein Akku hält, dazu gibt Atlas Copco Tools – wie auch die anderen Anbieter – keine konkrete Aussage. Zu sehr hängt die Lebensdauer von der Behandlung, der Lagerung, den Temperaturen im Einsatz, den Ladezyklen und sogar von etwaigen Vorschäden in den Akkuzellen ab, auf die die Werkzeughersteller gar keinen Einfluss haben. „Wir geben deshalb nur Hinweise auf die Kapazitätsverluste in Abhängigkeit von den Ladezyklen, treffen aber keine kalendarische Aussage“, unterstreicht Kierakowicz. So gehe die Kapazität bei Lithium-Ionen-Akkus nach 500 Ladevorgängen um 25 Prozent zurück, nach 1.000 Ladezyklen um etwa 50 Prozent.

Den Akku sähen Anwender heute aber als typisches Verschleißteil an, die Vorteile dieser Technik überwögen bei weitem, meint Michael Kierakowicz. Auf welches Werkzeug heute die Wahl falle, hänge jedoch nicht in erster Linie von der Art des Antriebs ab. „Zunächst müssen die Anforderungen des Kunden an die Verschraubung klar sein“, stellt er klar. „Handelt es sich um eine sicherheitskritische, eine funktionskritische oder eine qualitätskritische Schraubstelle?“ Sobald die Schraubstellen, für die ein neues Werkzeug angeschafft werden soll, klassifiziert seien, kämen nach VDI/VDE 2862 Blatt 2 in vielen Fällen nur bestimmte Werkzeuge infrage. „In vielen Fällen genügt ein einfacher Abschaltschrauber, ob mit Akku, Druckluft- oder kabelgebundenem Elektroantrieb.“ Für andere Anwendungen, wenn die Ergebnisse rapportiert und für etwaige Rückrufnotwendigkeiten gespeichert werden müssten, sei dann ein Werkzeug mit Drehmoment- und Drehwinkel-Direktmessung erforderlich. „Hier fallen Druckluftschrauber dann schon technologisch unter den Tisch“, erklärt der Schraubtechnik-Experte. „Der Anwender kann dann zwischen elektronisch gesteuerten Elektroschraubern mit Kabel oder mit Akku wählen.“

Bei qualitätskritischen Schraubverbindungen singnalisieren beim Akku-Winkelschrauber BCV 45-10 LEDs I.O.-/N.i.O.- Verschraubungen und warnen vor zu niedriger Akkuspannung.

Muss dokumentiert werden, sei dazu jedenfalls kein Daten- und Stromkabel mehr nötig: Alle Schraubergebnisse können längst über WLAN oder Bluetooth übertragen werden, was den Trend zur Akkutechnologie vorantreibt. „Die Mehrzahl unserer Kunden wählen die WLAN-Variante, weil dafür ein größerer Funkfrequenzbereich zur Verfügung steht“, sagt Kierakowicz. „Wenn in der jeweiligen Fabrik bestimmt Kanäle schon benutzt werden oder eine begrenzte Datenkapazität vorherrscht, kann man auf andere Frequenzen ausweichen. Das wird im Vorfeld mit dem Anwender und seiner IT-Abteilung festgelegt.“ Außerdem könne man über WLAN mehrere Akkuschrauber an eine Schraubersteuerung anbinden, während Bluetooth stabile Punkt-zu-Punkt-Verbindungen nur zwischen jeweils einem Werkzeug und einer Steuerung zulasse.

Intelligent auch ohne Steuerung

„Immer mehr Anwender sehen aber auch die Vorteile, die Akkuschrauber zum Beispiel gegenüber Druckluftschraubern mit sich bringen, ohne dass eine Kommunikation mit einer Steuerung oder einem höherrangigen System nötig wäre“, sagt Michael Kierakowicz. „Wir erweitern in Kürze unsere Akkuschrauber der Tensor-SB-Reihe, die genauer arbeiten als Druckluftschrauber oder allgemein Werkzeuge mit mechanischen Kupplungen, dabei aber nicht die hohe Investition erfordern wie ein dokumentationsfähiger Schrauber.“ Dieses Werkzeug arbeite ohne Steuerung und könne bis zu vier Parametersätze speichern. Damit könne es bis zu vier Druckluft- oder einfachere Akkuschrauber an einer Station ersetzen und die Montagelinie deutlich entschlacken, ohne das Budget bei der Anschaffung zu arg zu strapazieren.

Summa summarum lässt sich sagen, dass Akkuwerkzeuge flexibel, energieeffizient, leise und „lean“ sind. Die Grenzen von Akkuschraubern liegen nur noch bei sehr hohen Drehmomenten und Geschwindigkeiten. cs

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