Oshkosh Truck Corporation und Pierce Manufacturing verbessern Sicherheit, vereinfachen Montage und reduzieren Servicekosten mit Spiralock-Gewindeforminnovation

Oshkosh Truck Corporation, ein führender US-Hersteller schwerer Militär- und kommerzieller Lkw, ist stolz darauf, ein Produkt höchster Qualität herzustellen, das unter den extremsten Witterungs- und Terrainbedingungen verwendet werden kann. Die konstanten Stöße und Vibrationen, denen die Fahrzeuge ausgesetzt sind, erfordern ein zuverlässiges Sichern der Gewindeverbindungen. Es ist unabdingbar, dass Achsen, Rahmen und Chassis sicher befestigt werden, da ein Ausfall am Einsatzort für Militärpersonal ernsthafte Folgen haben kann, weil es nicht sofort Ersatzteile erhalten und auswechseln kann. Ein Mangel an zuverlässigen Befestigungssystemen kann sogar zum Verlust von Menschenleben führen.

Am Chassis und an nicht permanenten Armaturen verwendeten Oshkosh-Ingenieure Gegenmuttern mit Klemmteil und anaerobe Komponenten (Klebstoffe), die nicht besonders effektiv bei der Vorbeugung der Lockerung durch Vibrationen waren. Darüber hinaus stiegen die Garantie- und Servicekosten für die Hochleistungsfahrzeuge. Diese Probleme führten dazu, dass Oshkosh eine zuverlässigere, kosteneffektive Befestigungsmethode suchte.

Oshkosh wandte sich an Spiralock Corp., Entwickler und Hersteller einer innovativen selbstsichernden Gewindeformtechnologie mit Sitz in Madison Heights in Michigan. Das Geheimnis der Gewindeform von Spiralock ist eine 30º-Keilrampe, die am Fuß des Innengewinde-Außenteils eingeschnitten wird. Unter Klemmlast werden die Kämme der Gewinde an allen Standardbolzen eng an die Keilrampe gezogen. Dadurch werden die Gewindekontaktkräfte bei ca. 60º von der Bolzenachse angewendet, statt um 30º Grad entfernt, wie bei der Standardgewindeform. Der mechanische Vorteil: die Winkelbeziehung zwischen der Spezialkeilrampe und dem Außengewindeteil verhindert Bolzen- oder Schraubenbewegungen.

Ein wichtiger Vorteil von Spiralock gegenüber herkömmlichen Befestigungsmethoden ist, dass das Befestigungsteil beliebig oft geöffnet und wieder festgezogen werden kann, ohne dass Sicherungskraft verloren geht, wodurch die Wartungskosten reduziert werden. Die Gewindeform funktioniert mit Standardinnenbefestigungsteilen und macht zusätzliche Sicherungskomponenten wie Unterlegscheiben, Gewindeklebstoffe, Crimpvorrichtungen oder Einsätze, um nur einige zu nennen, unnötig.

Die 30º-Keilrampe von Spiralock am Fuß des Innengewinde-Außenteils beseitigt außerdem häufige Abnutzungs- oder Scherkraftprobleme, weil das Design die Klemmlast viel gleichmäßiger auf die Gewinde verteilt, wodurch die Sicherheit verbessert wird. Tests von Spiralock-Muttern und Gewindebohrungen in kritischen Oshkosh-Gewindeverbindungen setzen den Lockerungsprobleme ein Ende und führten zu dokumentierten Kosteneinsparungen. Durch die Beseitigung der anaeroben Komponenten aus den geschnittenen Gewindebohrungen konnte Oshkosh den Montageprozess vereinfachen, Schaden an Umwelt und Mitarbeitern reduzieren und die mit dem Kauf und der Verwendung der Gewindesicherungskomponenten verbundenen Kosten reduzieren. Die Behebung von Service- und Garantieproblemen in Bezug auf Befestigungsverbindungen führte zu weiteren Kosteneinsparungen für Oshkosh.

Die Oshkosh-Tochtergesellschaft Pierce Manufacturing, ein führender US-Hersteller kundenspezifischer Brandbekämpfungsgeräte, suchte ebenfalls eine Befestigungslösung. Weil in Lebensrettungssituationen Integrität und Zuverlässigkeit sowohl der Notfallausrüstung als auch der menschlichen Bemühungen unabdingbar sind, lässt Pierce nichts unversucht, um „hinsichtlich Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit Feuerwehrleuten, Notfallcrews und Gemeinden, denen sie dienen, ultimative Produkte zu liefern.“ Pierce ist stolz auf die Schaffung von Kundenvertrauen durch die Servicemarke des Unternehmens „One-Source Solutions“, ein integrierter Ansatz für alle Prozesse von der Planungsphase über die Herstellung bis zu Unterstützungsleistungen.

Als das Lösen von Schlagbolzen an den Türen von Feuerwehrautos zu Geräuschproblemen führte, suchten Pierce-Ingenieure verstärkt nach einer Lösung. Eine Reihe von Standardgegenmuttern wurde getestet, doch erzielten diese keine befriedigenden Ergebnisse, bis die Ingenieure die selbstsichernde Spiralock-Gewindeform-Technologie entdeckten. Ein Oshkosh-Lkw-Ingenieur empfahl, eine Spiralock-Mutter an den Türschlagbolzen zu testen. Das Lockerungsproblem war behoben.

Die Anwendung bezog sich zunächst auf nur ein Lkw-Modell, wurde aber schnell auf fünf verschiedene Modelle ausgeweitet, die jetzt alle Spiralock-Muttern einsetzen. „Die Spiralock-Lösung ermöglichte uns beträchtliche Einsparungen in punkto Arbeit, Zeit und Geld“, so Rich Demski, Chassisproduktmanager bei Pierce Manufacturing. Mit geschätzten durchschnittlichen Kostenreduzierungen von US$ 5 pro Tür (US$ 20 pro Lkw) spart Spiralock-Technologie Pierce Manufacturing jährlich ca. US$ 20.000 an Teilen, Arbeits- und Reparaturkosten ein.

In umfassenden Labortests haben Spiralock-Gewinde überlegene Vibrationsfestigkeit bewiesen. Bei diesen Tests wurden drei Arten von Außenbefestigungsteilen mit Gewinde verglichen: eine Standardmutter, eine Gegenmutter mit Klemmteil und eine mit einer Spiralock-Gewindeform versehene Mutter. Der Vergleich fand unter kontrollierten Bedingungen statt.

Bei Vibrationstests verlor die Standardmutter ihre Vorlast- (Spann-)Klemmkraft praktisch sofort, die Gegenmutter mit Klemmteil verlor 70 % ihrer Vorlastklemmkraft. Die Spiralock-Mutter hingegen bewahrte ihre Vorlastklemmkraft für den gesamten Testzeitraum von 120 Sekunden. Weitere Tests bestätigten diese Ergebnisse und zeigten, dass das Spiralock-Gewinde im Gegensatz zu anderen vielmals gelöst und wieder festgezogen werden kann, ohne dass merklich Befestigungskraft verloren geht. Dies kann die Wartungskosten beträchtlich reduzieren.

Durch den Wechsel zu einer Spiralock-Mutter konnte Pierce eine aufgeschweißte Käfigmutter an den Türverriegelungen von Feuerwehrautos eliminieren. Spiralock-Ingenieure gingen noch einen Schritt weiter und entwarfen eine kundenspezifische Mutter, die ein Abgleiten bei der Montage verhindert. Dies brachte zusätzliche Verbesserungen im Produktionsbereich mit sich. Wo zuvor zwei Mitarbeiter notwendig waren, konnte die Aufgabe jetzt von einem Mitarbeiter erledigt werden. „Die Zusammenarbeit mit den Spiralock-Ingenieuren war eine tolle Erfahrung“, so Peter Chard, leitender Fertigungsingenieur bei Pierce. „Wir hatten eine Mutter gesucht, die Rattergeräusche und Lockern verhindern sollte, und bekamen eine, die auch die Montage vereinfacht hat. Am Ende hatten wir ein besseres Design und glücklichere Kunden.“

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