Unter Schraubtechnik werden Werkzeuge, Komponenten, Systeme und Maschinen zur Herstellung von Schraubverbindungen verstanden. Als Verbindungselemente werden dabei Schrauben, Muttern, Schraubbolzen und Blindnietmuttern verarbeitet.

Von der Schraubtechnik zu mechanisierende oder zu automatisierende Funktionen sind die Schraubwerkzeug-Drehbewegung, die Schraubwerkzeug-Vorschubbewegung beim Eindrehen der Schraube und der Schraubsystem-Zustellhub zur Schraubposition. Mit zunehmendem Automatisierungsgrad können eine automatische Schraubenzuführung sowie ein Handhabungssystem zum Anfahren mehrerer Schraubpositionen dazukommen.

Funktionsprizip

Schraubtechnik wird zur Herstellung lösbarer Schraubverbindungen eingesetzt, bei denen die Bauteile durch die Montagevorspannkraft der Schraube zusammengehalten werden. Eine Fixierung der Schraubverbindung erfolgt über die Haftreibung des Gewindes und oft zusätzlich über Schraubensicherungselemente. Entsprechend ist es Aufgabe der Schraubtechnik, unter Überwindung des Reibmoments die gewünschte Montagevorspannkraft der Schraubverbindung einzustellen. Allerdings kann die Vorspannkraft während des Schraubprozesses nicht direkt gemessen, sondern nur indirekt über Drehmoment- und Drehwinkelverlauf ermittelt werden.

Als Antrieb werden in der Schraubtechnik Druckluft- und Elektromotoren eingesetzt. Bei elektrisch angetriebenen Schraubern hat sich der elektronisch kommutierende EC-Motor weitgehend durchgesetzt.
Druckluftschrauber werden mittels Rutschkupplung oder Abschaltkupplung auf ein vordefiniertes Anzugs-Drehmoment eingestellt. Bei Elektroschraubern können Drehmoment und Drehwinkel entweder aus Motorsteuerungsgrößen berechnet oder präziser über Drehmoment- und Drehwinkelmessungen bestimmt werden. Damit ermöglichen EC-Schrauber fast beliebige Verfahren zur Steuerung und Prozessüberwachung:

Übliche Verfahren der Schraubprozesssteuerung sind die Drehmomentsteuerung, Drehwinkelsteuerung und Streckgrenzsteuerung:

Bei der Drehmomentsteuerung wird nach Aufsetzen des Schraubenkopfes die Schraube auf das Soll-Drehmoment angezogen und anschließend überwacht, ob sich der Drehwinkel ab Aufsetzen des Schraubenkopfes innerhalb der vorgegebenen Toleranz befindet. Eine Drehmomentsteuerung findet nur bei einfachen Schraubfällen Anwendung, da aufgrund der hohen Reibungszahl-Schwankungen keine genau definierte Vorspannkraft aufgebracht werden kann. Bei einer zu geringer Reibungszahl kann die Steckgrenze überschritten werden, bei zu hoher Reibungszahl wird die Mindest-Vorspannkraft nicht erreicht. 

Umgekehrt wird bei der Drehwinkelsteuerung die Schraube nach Aufsetzen des Kopfes um einen vorgegebenen Winkel weiter angezogen und anschließend die Toleranzeinhaltung des sich einstellenden Drehmoments überwacht. Mit einer Drehwinkelsteuerung ist auch ein überelastisches Anziehen über die Streckgrenze hinaus möglich. In jedem Fall ist eine wesentlich genauere Einstellung der Montagevorspannkraft als bei der Drehwinkelsteuerung möglich.

Bei der Streckgrenzsteuerung wird das Verhältnis von Drehmomentänderung zu Drehwinkeländerung beim Anziehen der Schraube überwacht. Innerhalb des elastischen Verformungsbereichs der Schraube ist dieses Verhältnis in etwa konstant. Bei Erreichen der Streckgrenze, welche der Fließgrenze des Schraubenmaterials entspricht, reduziert sich dieses Verhältnis. Bei Unterschreitung eines vordefinierten Werts wird der Schraubvorgang abgeschaltet. Überwacht wird die Einhaltung eines Toleranzfensters für Drehwinkel und Drehmoment. Mit der Streckgrenzsteuerung erfolgt toleranzunabhängig ein Anziehen der Schraube bis zur Streckgrenze der Schraube, eine unzulässige Überdehnung wird verhindert. Allerdings ist die erreichbare Vorspannkraft bei der Streckgrenzsteuerung deutlich geringer als bei der Drehwinkelsteuerung.

Einsatzbereich

Einsatz findet die Schraubtechnik in allen Bereichen der manuellen, halbautomatischen sowie vollautomatischen Vor- und Endmontage. In nahezu allen verarbeitenden Branchen bestehen Anwendungen der Schraubtechnik zur Montage mechanischer, fluidischer, elektromechanischer sowie elektronischer Erzeugnisse. Bei der überwiegenden Mehrzahl aller Fügeoperationen in der industriellen Montage handelt es sich auch heute noch um Schraubverbindungen. Diese ermöglichen eine zerstörungsfreie Demontage für Nacharbeit, Wartung und Reparatur.