Inhaltsverzeichnis
1. Gegen das Festfressen von Inox-Materialien
2. Phänomen Kaltverschweißung
3. Die Lösung: Bossard AF 558 königsblau
4. Schutzfilm mit festgelegtem Reibungskoeffizient
Die industrielle Fertigung ist von einer zunehmenden Automatisierung geprägt. Kürzere Taktzeiten führen oft zu höheren Einschraubgeschwindigkeiten bei den Befestigungselementen. Schrauben, Muttern und Scheiben werden dadurch sowohl mechanisch wie auch thermisch höher belastet, was unmittelbaren Einfluss auf die Qualität der Verbindung hat. Zur Optimierung der Reibungsverhältnisse sowie zum Schutz eines Gewindeträgers vor Bruch werden daher oft flüssige Schmiermittel und Fette eingesetzt. Unabhängig vom individuellen Anwendungsfall hängt deren Wirksamkeit allerdings von der stets richtigen Anwendung und Dosierung ab. Produzierende Unternehmen sind gefordert, die Prozesssicherheit jedes einzelnen Montagevorgangs sicherzustellen. Eine Gewährleistung dafür bieten bereits direkt auf den Verbindungselementen aufgebrachte tribologische Trockenbeschichtungen.
Dabei handelt es sich um Gleitbeschichtungen, die anstelle von herkömmlichen flüssigen Schmiermitteln oder Fetten eingesetzt werden. Tribologische Trockenbeschichtungen bestehen aus einem nicht elektrolytisch aufgebrachten, dünnschichtigen Überzug mit integrierten Schmiereigenschaften und einem zusätzlichen Korrosionsschutz. Auf Schrauben, Muttern und Scheiben wird auf diese Weise ein glatter Film mit Schichtdicken von wenigen Mikrometern erzeugt, der Unregelmäßigkeiten ausgleicht und dadurch die Reibungsverhältnisse optimiert. Dank konstanter und kleiner Reibwerte können die für einen festen Halt nötigen Vorspannkräfte durchgängig und damit prozesssicher angewendet werden – eine Über- oder Unterdosierung sowie ein Vergessen wie bei herkömmlichen Schmiermitteln ist ausgeschlossen. Der Effekt einer tribologischen Beschichtung bleibt je nach Version langfristig und sogar bei Mehrfachmontagen im Fall von Wartungs- oder Reparaturarbeiten erhalten.
Gegen das Festfressen von Inox-Materialien
Bei den Optiarmaturen der Schweizer R. Nussbaum AG mit Sitz in Olten im Kanton Solothurn handelt es sich um Edelstahlverteiler für Trinkwasserinstallationen. Sie stehen in Kellern von Mehrfamilienhäusern sowie industriellen und kommerziellen Großbauten und Anlagen. Hergestellt werden die Optiarmaturen ausschließlich aus den hochwertigen Edelstählen 1.4401 und 1.4404. Das Unternehmen sah sich mit der Herausforderung konfrontiert, dass auf Baustellen immer wieder Probleme an den Schrauben-Muttern-Verbindungen auftraten. Der Grund dafür: Die Montage der Schrauben an den Flanschverbindungen erfolgte häufig ohne Schmiermittel. In der Anleitung wurde zwar die Verwendung entsprechend geeigneter Substanzen empfohlen, jedoch lag dieses Dokument vor Ort oft nicht vor oder wurde nicht beachtet.
Phänomen Kaltverschweißung
Aus Edelstahl, Aluminium und Titan hergestellte Verbindungselemente sind beim Anziehen häufig von einer Kaltverschweißung, dem sogenannten Fest- oder Anfressen, betroffen. Wenn zwei derartige Komponenten zusammengefügt werden, baut sich zwischen der Schraube und Mutter im Gewinde ein hoher Oberflächendruck auf. Die resultierende starke Reibung und Erwärmung während des Anziehens führen zu einer Schädigung der Chromoxidschicht, was das Gefüge freilegt. Dadurch nimmt die Reibung noch mehr zu und die Gefahr einer Kaltverschweißung wächst erheblich. In so einem Fall verringert sich die Montagevorspannkraft, was im Falle der Nussbaum AG zu Leckstellen in der Flanschverbindung führte. Erste Optimierungsversuche mit unterschiedlichen rostfreien Stählen, wie etwa A2-Schrauben und A4-Muttern, konnten das Problem nur teilweise beheben.
Die Lösung: Bossard AF 558 königsblau
Bei der Nussbaum AG wurden alle Muttern, die bislang für Edelstahl-Flanschverbindungen zum Einsatz kommen, durch neue mit der Oberflächenbeschichtung Bossard AF 558 (Anti Friction Coating) ersetzt. Damit ist ein Anfressen der Schauben-Muttern-Verbindungen ausgeschlossen und eine zusätzliche Schmierung nicht mehr nötig. Aufgrund der königsblauen Einfärbung ist auf den ersten Blick ersichtlich, dass diese vorgeschmiert sind. Sie lassen sich damit auch leicht von verzinkten und blanken Versionen unterscheiden. Montagefehler sind ausgeschlossen, die Schraube muss nur noch eingedreht und richtig angezogen werden. Die leichte Demontierbarkeit ist selbst nach langer Betriebszeit gegeben.
Schutzfilm mit festgelegtem Reibungskoeffizient
Bei der Oberflächenbeschichtung Bossard AF 558 handelt es sich um eine tribologische Trockenbeschichtung für mechanisch belastete Verbindungselemente. Sie wird im Tauch- oder Sprühverfahren aufgetragen und besteht aus einer Verbindung von Fluorpolymeren sowie festen organischen Schmierpartikeln, die mit ausgewählten synthetischen Harzen und Lösemitteln versehen werden. Diese AF-Beschichtung bildet nach dem Polymerisieren einen dünnen Schutzfilm mit ausgezeichneten Hafteigenschaften und festgelegtem Reibungskoeffizient. Die Reibung und der Verschleiß werden selbst unter extremen Belastungen und Arbeitsbedingungen erheblich verringert. Darüber hinaus kommt es zu keinen Verschmutzungen an Bauteilen oder Händen. Die ansonsten üblichen Reinigungsarbeiten entfallen.
Bei der Nussbaum AG sorgt der Einsatz dieser Oberflächenbeschichtung für kurze Montagezeiten und stark reduzierte Prozesskosten, da im Gegensatz zu früher keine Schmierpläne und Instruktionen beachtet werden müssen. Es fallen zudem keine Nacharbeiten an. Die Anlieferung der beschichteten Muttern erfolgt im Set. Somit liegen auf der Baustelle bei der Montage der Optiarmatur alle Teile vor und es kann unterbrechungsfrei gearbeitet werden. Neben der Version AF 558 hat Bossard eine Vielzahl von Beschichtungsvarianten für unterschiedliche Standardanforderungen entwickelt. Die zuverlässige Qualitätssicherung und einwandfreie Produktqualität wird über eigene, gemäß ISO/IEC 17025 akkreditierte Prüflabore sichergestellt. bec
Details zu den Oberflächenbeschichtungen für mechanische Verbindungselemente
