Das Superbolt Spannelement mit Vielfachschrauben (MJT) hat das Anziehen von Schrauben großer Durchmesser revolutioniert. Anstatt Spezialwerkzeuge einzusetzen, die für das hohe Vorspannkraftniveau von Schrauben großer Durchmesser normalerweise unabdingbar sind, wird die Vorspannkraft bei den MJTs auf die im Mutternkörper eingelassenen Druckschrauben verteilt. Diese wiederum können nun mit entsprechend moderaten Spannmomenten angezogen werden. Das erlaubt dem Werker eine einfache Montage sowie Demontage der MJTs mit einfachen Handwerkzeugen.

„Superbolt Spannelemente sind ein einzigartiges Produkt“, sagt Steve Busalacchi, Global Product Manager, Superbolt, Nord-Lock Group. „Es hat viele Probleme im Bereich der Verschraubungstechnik gelöst, aber es gibt immer wieder Weiterentwicklungen, die noch größeren Nutzen für den Kunden bieten. Eines dieser Beispiele ist die Überwachbarkeit der exakten Vorspannkraft.“

Nord-Lock setzt auf smarte Technologien, um diese Funktionalität in die Superbolt MJTs zu integrieren, ohne dass die Kundenanwendung aufwändigen Änderungen unterzogen werden muss. Tatsächlich gibt es bereits verschiedene Möglichkeiten zur Überwachung der Vorspannung, aber diese setzen voraus, dass der Kunde seine bestehenden Bolzen oder Schrauben komplett nachrüstet oder gar ein völlig neues System kauft – ein teures und zeitaufwändiges Unterfangen.

Messung der Vorspannkraft mittels Mutterndehnung

Die Nord-Lock Group unternahm in ihren europäischen Prüflaboren in Lyon, Frankreich, und St. Gallenkappel, Schweiz, eine Reihe von Tests, um die praktikabelste Methode zur Überwachung der Vorspannung zu ermitteln. Folgende Frage stand dabei im Fokus: Ist es möglich, das inhärente Verformungsverhalten des MJT mit der in der Schraube erzeugten Vorspannung zu korrelieren?

Dieses Verhalten ist bekannt als Mutterndehnung – bei diesem Vorgang dehnt sich die zylindrische Form unter Spannung aus. Weitere Tests zeigten, dass diese Beziehung linear verläuft: Werden die Spannelemente mit doppelter Kraft gespannt, verdoppelt sich auch die Ausdehnung des Mutternkörpers, was eine einfache Messung erlaubt.

„Die Messung erfolgt durch Dehnungsmessstreifensensoren (DMS) an definierten Messpunkten des MJT“, erklärt Pierre Kellner, Business Developer, Smart Products and Services, Nord-Lock Group. „Zunächst legt man an den Sensoren eine Spannung an. Wenn sich das Material ausdehnt, steigt der Widerstand. Zieht es sich zusammen, nimmt der Widerstand ab. Kalibriert man dann diese Messungen und rechnet sie in Kilonewton um, lässt sich die Vorspannung ermitteln.“

Zugriff auf Daten jederzeit und überall

Die DMS-Sensoren am MJT sind mit einem drahtlosen Sender verbunden. Dadurch lässt sich die Vorspannung entweder lokal am Gerät ablesen, beispielsweise während der Installation, und/oder über das Nord-Lock Portal aus der Ferne überwachen.

Dies macht es zu einer echten Lösung für das industrielle Internet der Dinge (IoT). IoT-Hub und Stream-Analysen der Microsoft Azure Plattform dienen zur Erfassung und Auswertung der Daten. Für die zu überwachenden Szenarien können Benachrichtigungen und Warnungen definiert werden.

„Besonders hilfreich ist diese Weiterentwicklung für kritische Anwendungen“, erklärt Busalacchi.

"Ein Beispiel dafür sind Verbindungen an Dichtflanschen. Starke wechselseitige Belastungen in diesem Umfeld begünstigen Setzungseffekte an den Dichtungen und dadurch in Folge den Verlust der Vorspannkraft. Durch Überwachen der Vorspannung wissen Sie bereits vor einem möglichen Ausfall, ob eine Schraube nachgezogen oder eine Dichtung ausgetauscht werden muss. Langfristig spart das eine Menge Aufwand.“

Sicherheit bei jeder Montage

Dank der Zuverlässigkeit des LST können Kunden darauf vertrauen, dass ihr Superbolt MJT über die richtige Vorspannung verfügt dass die damit bestückte Verbindung über die korrekte Vorspannung verfügt. Obgleich Nord-Lock dem Kunden genaueste Drehmomentangaben für die gewünschten Vorspannkräfte nennt, sind Nachlässigkeiten bei der Montage nicht ausgeschlossen.

Durch die Möglichkeit, die Vorspannung während der Montage zu überwachen, weiß das Wartungsteam direkt, ob die Arbeit richtig erledigt wurde. Der Anlageneigentümer wiederum kann sich darauf verlassen, dass seine Ausrüstung erwartungsgemäß funktioniert.

Der Superbolt LST ist für Nord-Lock ein spannender Schritt in die Welt der smarten Produkte und erlaubt es dem Unternehmen, bereits erfolgreiche Produkte mit noch praktischeren und innovativeren Lösungen zu ergänzen. Weitere Projekte sind in Entwicklung und so dürfte die Zukunft der Verschraubungstechnik smarter als je zuvor weren.

Was sind smarte Produkte?

Smarte (intelligente) Produkte verfügen über ein digitales Element, mit dem Daten erfasst und an eine Online-Datenbank wie die Cloud übertragen werden. Bei diesen Daten kann es sich beispielsweise um Standorterfassung, Zustandsüberwachung oder Fehlerdiagnose handeln. Smarte Produkte sind Teil des Internet der Dinge (IoT), d. h. alltägliche Produkte mit Online-Anbindung, die sich überwachen und fernsteuern lassen.