Superbolt: gross denken

Rolf Steinbocks Erleuchtung, die ihm 1974 beim Instandhalten einer seiner Schrotthäcksler in einem amerikanischen Stahlwerk kam, löste auf einen Schlag zwei Grundprobleme großer Schrauben. Zum einen ist ein enormes Anzugsmoment erforderlich, um sie festzuziehen, zum anderen haben sie die lästige Angewohnheit, sich zu lockern. Als er hörte, dass die Schrauben am Getriebekasten des ansonsten einwandfrei funktionierenden Schrotthäckslers mehrmals täglich nachgezogen werden mussten, hatte Steinbock einen Geistesblitz, den er unverzüglich auf der sprichwörtlichen Serviette niederschrieb. Seine Lösung funktionierte perfekt und die Schrauben saßen von da an fest.

Steinbocks Lösung, ein großes Anzugsmoment in zahlreiche kleinere aufzuteilen, wurde unter der Bezeichnung Superbolt vermarktet. „Er war verblüfft, dass noch niemand vor ihm auf diese Idee gekommen war“, berichtet sein Sohn Allan Steinbock, der stellvertretende leitende
Geschäftsführer des Unternehmens. Die Neuigkeit erreichte auch Kunden außerhalb der Stahl­industrie und mittlerweile werden Superbolt Spannmuttern mit Vielfachschrauben in zahlreichen Applikationen angefangen von Satelliten über U-Boote bis hin zu dem Large Hadron Collider bei CERN verwendet.

Das Problem, das Steinbock löste, tritt bei Schraubendurchmessern über M24 auf, da es extrem schwierig ist, ein ausreichendes Anzugsmoment zu entwickeln, um solche Schrauben festzuziehen oder zu lösen. Physikalische Prinzipien zeigen, dass das Anzugsmoment, das erforderlich ist, um die Schraube entsprechend vorzuspannen, auf die dritte Potenz des Schraubendurchmessers erhöht werden muss. Daher steigt das erforderliche Anzugsmoment mit steigendem Schraubendurchmesser ins Unermessliche.

Traditionell waren hier schwerfällige Methoden erforderlich, die jedoch alle ihre Nachteile haben. Der Vorschlaghammer bietet wenig Kontrolle, bringt uneinheitliche Ergebnisse und verursacht häufig Verletzungen. Thermisches Anziehen, Anziehen mithilfe von Kränen, hydraulisches Anziehen und Spannen sind teuer, ungenau, zeitintensiv und unsicher.

Superbolt Spannelemente, die als direkter Ersatz für Standardmuttern und -schrauben konzipiert sind, ermöglichen das Anziehen großer Schrauben mit einfachen Handwerkzeugen, was das Schrauben genauer, schneller und sicherer macht. „Der größte Vorteil von Superbolt ist die Reduktion des erforderlichen Anzugsmoments“, erklärt Steinbock. „Zum Festziehen benötigen Sie lediglich einen handgeführten Drehmomentschlüssel oder einen Druckluftschrauber.“

SUPERBOLT SPANNELEMENTE bestehen aus einem Mutternkörper, durch welchen eine Vielzahl kleiner Druckschrauben angeordnet sind. Sie ragen unten aus dem Körper raus und drücken gegen die gehärtete Druckscheibe. Das Anziehen dieser Druckschrauben erzeugt die Klemmkraft auf die Bauteile. Sobald sie montiert ist, wird die Vorspannung durch das Anziehen der Druckschrauben erreicht. Eine Reihe weiterer Produktgruppen basiert auf demselben Grundkonzept.

„Da wir in der Lage sind, die korrekte Vorspannung zu erzeugen, erreichen wir die entsprechende Haltekraft und stellen sicher, dass sich Schrauben und Muttern selbst in Situationen mit hohem Vibrationsaufkommen nicht lösen“, erklärt Konstruktionsmanager Steve Busalacchi. „Dies reduziert teure Ausfallzeiten: sowohl die Ausfallzeiten, die zum Anziehen lockerer Schrauben erforderlich ist, als auch die Ausfallzeiten, die durch das Brechen der Bolzen aufgrund unzureichender Vorspannkraft entstehen.“

Da Superbolt mit einem normalen Handwerkzeug montiert werden kann, bringt dies zeitliche Einsparungen mit sich. „Wir installieren und demontieren schneller“, berichtet Busalacchi. „Die meisten Leute glauben anfangs, dass es länger dauert, weil sie mehrere Schrauben anstelle von einer anziehen müssen. Aber wenn sie erst einmal gesehen haben, dass Superbolt von Hand aufgeschraubt und anschließend ähnlich wie die Räder eines Autos nach einem bestimmten Muster mit einem Handwerkzeug angezogen wird, sind sie von den Zeiteinsparungen, die wir ihnen bieten können, beeindruckt.“

Die Sicherheitsaspekte der Superbolt Lösung werden in einer Zeit, in der zahlreiche Industrien Sicherheitsprogramme implementiert haben, hoch geschätzt. „Sicherheit ist ein enorm wichtiger Faktor für uns“, berichtet Steinbock. „Alternative Methoden erfordern Ausrüstungen, die extrem gefährliche Situationen mit sich bringen können. Unsere Produkte sind sicher in der Anwendung und dies ist für unsere Kunden ein enormer Vorteil.“

Trotz der Tatsache, dass Superbolt Produkte als Standard verfügbar sind, wird ca. die Hälfte des Umsatzes mit Sonderanfertigungen in den Größen von M16 bis über M1450 gemacht. „Was Superbolt einzigartig macht, ist unsere Fähigkeit, uns an unterschiedliche Situationen anzupassen. Egal ob es sich um den Temperaturbereich, das Ändern des Materials oder spezielle Konstruktionen handelt, die an die Anforderungen der Kunden angepasst werden. Wir sind sehr flexibel und stellen sicher, dass der Kunde die richtige Lösung erhält und zufrieden ist“, berichtet Busalacchi.

Unternehmen wie General Electric, Siemens und Rolls-Royce, die Superbolt verwenden, schätzen die Tatsache, dass sie eine FEA-Analyse erhalten können, die von unabhängigen Institutionen durchgeführt wird. „Diese Institutionen können eine unabhängige Beurteilung über die Berechnungen abgeben, die wir unseren Kunden vorlegen“, berichtet Norbert Schneider, Leiter der Konstruktionsabteilung bei der Nord-Lock AG. „Dies steht für Sicherheit und stellt für unsere Kunden eine Beruhigung dar.“

Ein aktuelles Projekt, in dem Superbolt verwendet wurde, zeigt, welchen extremen Umgebungen die Produkte standhalten können. Ca. 2 000 Spannschrauben aus fremdartigen Nickellegierungen wurden beim Max Planck Institut für Plasmaphysik in Greifswald montiert, in dem derzeit ein Kernkraftwerk entwickelt wird. Damit soll in Zukunft sichere, umweltverträgliche Energie mithilfe derselben Prozesse erzeugt werden, die im Inneren der Sonne stattfinden.

„Das Max Planck Institut hat sich für Superbolt entschieden, weil die Umgebungsbedingungen, unter denen die Forschung betrieben wird, gelinde gesagt extrem sind. Wir sprechen von –270 °C, Strahlung und einem absoluten Vakuum sowie von extrem hohen Belastungen“, erklärt Schneider. „Im Grund haben wir es mit Bedingungen zu tun, die im Weltraum in Sonnennähe herrschen.“ Und in den hochgradig kompakten Maschinen ist kein Platz für schweres, klobiges Werkzeug. „Die Kräfte sind so immens, dass sie große Schrauben erfordern und der einzige Weg, große Schrauben ohne schweres Werkzeug anziehen zu können, ist das Superbolt Prinzip“, fährt Schneider fort.

Diese Eigenschaften und Leistungsmerkmale führen dazu, dass Kunden, die Superbolt ausprobiert haben, in den seltensten Fällen zu den umständlichen Methoden der Vergangenheit zurückkehren.

„Die Kunst ist – wie bei allen anderen Produkten auch – die Leute dazu zu bringen, es auszuprobieren“, meint Steinbock. „Aber sobald sie Superbolt getestet haben, ist unsere Wiederbeschaffungsquote enorm. Die Kunden verlassen sich darauf, dass wir ihnen ein Qualitätsprodukt liefern und wir erleben eine fantastische Loyalität.“

Superbolt im Einsatz

Gold Award von CERN
Superbolt lieferte mehr als 1 500 hochfeste mechanische Spannschrauben, Expansionsschrauben und Spannmuttern mit Vielfachschrauben für den Large Hadron Collider bei CERN in der Schweiz. Spannmuttern mit Vielfachschrauben werden für eine Applika­tion verwendet, in der sehr hohe Vorspannkräfte erforderlich sind, die aber nur minimalen Platz zum Anziehen der Schrauben bietet. Da nur Handwerkzeuge erforderlich waren, entfiel die Notwendigkeit, Ankerpunkte für schwere Anzugsausrüstung zu schaffen. Superbolt wurde mit dem CMS Gold Award für seinen Beitrag zu dem Projekt ausgezeichnet.

Ideale Bergbaulösung
Die extremen Bedingungen in einer Kohlenmine setzen die Backenbrecherzähne enormen Belastungen aus. Es ist eine extreme Applikation mit hohen Umdrehungszahlen und konstantem Hämmern, bei der die Zähne in Kohle und Fels einschlagen und nicht selten dabei abbrechen. Dies macht unterirdische Reparaturen – meist unter extremem Platzmangel – erforderlich. Da Superbolt mit kleinen Handwerkzeugen montiert werden kann, spielt Platzmangel nur eine geringe Rolle, was den Prozess einfacher und schneller macht.

Billiger und schneller
Große Ammoniak-Reaktoren erfordern häufig die Verwendung großer, teurer Hydraulikspannschrauben, und zum Anziehen oder Lösen mithilfe von Kränen sind mehrtägige Rund-um-die-Uhr-Einsätze erforderlich. Bei einem dieser Reaktoren betrugen die Initialkosten der Superbolt Spannschrauben lediglich einen Bruchteil der Kosten für die hydraulischen Spannschrauben, die sie ersetzen, und die Installation, mit der zwei Monteure beschäftigt waren, dauerte gerade einmal fünf Stunden.