Wer elektronische Bauteile ESD-sicher montieren will, muss geerdet sein. Das gilt auch für die Werkzeuge. Ein Hausgerätehersteller setzt dafür erfolgreich einen Druckluftschrauber mit antistatischem Gehäuse ein.
Arnold G. Stapel ist Journalist in Hückelhoven
Aus dem Allgäu kommen neben Milch und Käse auch die „Gehirne“ vieler Millionen Haushaltsgeräte: Ohne die Steuerungen der Diehl Ako Stiftung & Co. KG in Wangen könnten Spülmaschinen nicht spülen und Waschmaschinen nicht waschen. Und ohne Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) im Montagebereich wäre so manche Elektronik hinüber, bevor sie ihren ersten Steuerbefehl abgeben könnte. Empfindliche Bauteile werden deshalb nur mit ESD-zertifizierten Schraubern montiert.
Dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in diesem Fertigungsbereich geerdet sind, versteht sich von selbst. Schließlich darf sich beim Berühren der Bauteile kein elektrostatisches Potenzial entladen und die Elektroniksteuerung schädigen. Worauf es ankommt, ist der kontrollierte Potenzialausgleich in der Schutzzone und das Vermeiden von Aufladung. Doch wenn die überwiegend aus Kunststoff bestehenden Komponenten zu Steuerungen verschraubt werden, tritt Reibung auf. Sie führt zu statischen Aufladungen, die unschädlich abgeführt werden müssen.
Im Ako-Werk wurde das Entladungsproblem bei der Schraubmontage mit ESD-zertifizierten Druckluftschraubern des Typs LUM 21 PR der Atlas Copco Tools Central Europe GmbH in Essen gelöst. Die Werkzeuge sind durch ihre speziellen Gehäuse antistatisch. Die Gehäuse bestehen aus einem spannungsableitenden Kunststoff, der nicht mit bisherigen leitfähigen Materialien aus Graphit- oder Kohlefasergemischen vergleichbar ist. Die Schrauber in Verbindung mit geerdeten Bits und der von Atlas Copco entwickelten leitfähigen Luftschlauchinstallation sichern einen kontrollierten Potenzialausgleich.
Mittlerweile wurde die Fertigung mit einem runden Dutzend des an einen Maiskolben erinnernden Stabschraubers ausgestattet. Warum man die Essener Maschinen bevorzugt, begründet Produktionsmeister Rudolf Ebenhoch: Gegenüber den zuvor eingesetzten Modellen habe der LUM 21 ein sehr stabiles Drehmomentfenster mit hoher Wiederholgenauigkeit. Das Toleranzfeld bei der Verschraubung von Frequenzumrichtern für Waschmaschinen liege beispielsweise bei einem Drehmoment zwischen 2,0 und 2,3 Nm. „Diese Anforderung“, sagt Ebenhoch, „konnten weder unsere inzwischen abgeschafften Elektroschrauber noch die älteren Luftschrauber erfüllen.“ Die Kupplung des LUM-Schraubers dagegen schalte präzise ab, weshalb Ausplatzungen im Kunststoff oder nicht bis zur Kopfauflage verschraubte Produkte kein Thema mehr seien. Je nach Schraubfall wird übrigens der große Drehmomentbereich der Abschaltkupplung von 0,5 bis 4,5 Nm voll ausgeschöpft.
Weil sich dem Montagevorgang ein Lötprozess anschließt, müssten die Schrauber ölfrei sein. 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 durchaus ebenbürtig sind: Eine Arbeitsgruppe in der Fertigung montiert seit April 2001 elektronische Steuerungen für den amerikanischen Markt: täglich 2600 Elektroniken mit je vier Schrauben. „Bis heute haben die Trockenläufer weit über 1,5 Millionen Mal geschraubt – ohne einen einzigen Ausfall“, freut sich Ebenhoch.
Für die überwiegend weiblichen Beschäftigten, die hier Bedien- und Anzeigeelektroniken, Steuerungen oder Frequenzumrichter zusammensetzen, ist auch die Ergonomie wichtig: „Die Schrauber werden nach unten hin schlanker und lassen sich besser greifen als die alten mit dem zylindrischem Metallgehäuse“, sagt die Gruppenführerin Wandschneider. Kein Wunder, denn durch den konischen Griff findet jede Handgröße den ihr am besten liegenden Durchmesser. Eine andere Mitarbeiterin fügt hinzu, sie spüre beim Abschalten kaum ein Rucken im Handgelenk. Das war sie bei den früheren Schraubern noch anders gewohnt. Atlas Copco ist inzwischen Alleinlieferant für alle Druckluftschrauber bei Diehl Ako in Wangen.
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