Portables Messgerät

Schraubverbindungen direkt an der Montagelinie prüfen

Das portable System Schatz Inspect Pro ermittelt wichtige Qualitätsmerkmale der Schraubenmontage wie Drehmoment, Drehwinkel und Vorspannkraft. Für die Qualitätsprüfung von Schraubverbindungen vor Ort in Labor, Produktion und Wareneingang ist dies ein neuer Meilenstein.

Inspect Pro

Der tragbare Inspect Pro misst direkt an der Montagelinie Drehmoment, Drehwinkel und Vorspannkraft und ermittelt sofort die qualitätsbeeinflussenden Reibungszahlen/Reibverhalten des Verbindungselements. Elektronisch gesteuerte Schraubsysteme sind heute in der Lage, Drehmomenttoleranzen von ±5% einzuhalten und prozesssicher zu verschrauben. Hätte eine Schraube M10, Güte 8.8, nach DIN 931 z. B. eine konstante Reibungszahl von µ=0,10 und würde diese Schraube mit einem Drehmoment von 40 Nm montiert, das heißt mit einer Drehmomenttoleranz von 38 Nm bis 42 Nm, könnten Vorspannkräfte erreicht werden, die in einer Toleranz von 26,0 kN bis 28,8 kN lägen. Eine solche Streuung von Vorspannkräften wäre ein hervorragendes Ergebnis für die Schraubenmontage. Die Praxis sieht jedoch anders aus. Reibungszahlen von Schrauben streuen in der Montage im Bereich von 0,08 bis 0,30. In manchen Fällen sogar bis 0,40. Bezogen auf unser Beispiel einer M10, 8.8 Schraube nach DIN 931 würde das bei einem Drehmoment von exakt 40 Nm und einer angenommenen Toleranz der Reibungszahlen von 0,10 bis 0,20 zu einer Streuung der Vorspannkräfte von 27,4 kN bis 14,9 kN führen.

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Wenn also der Reibungseinfluss eine so große Bedeutung für das Ergebnis in der Montage hat, muss die Produktion auch in der Lage sein, das Zusammenspiel von Drehmoment und Vorspannkraft zu prüfen. Einflussgrößen wie Festigkeit, Geometrie, Oberflächenbeschichtung etc. können nach Normen und Abnahmevorschriften ermittelt und gemessen werden. Zur Bestimmung der Relation von Drehmoment und Vorspannkraft in der Montage gibt es die Norm ISO 16047. Um diese zu erfüllen, sind allerdings umfangreiche Laboreinrichtungen notwendig, die Prüfung ist zeitintensiv und erfordert geschultes und qualifiziertes Personal. Aus diesem Grund werden Schraubfallanalysen zur Ermittlung der Abhängigkeiten von Montagemoment und Vorspannkraft normalerweise im Laboratorium oder in der Versuchsabteilung gemacht. Der Laborversuch ist somit nach wie vor unverzichtbar. Dennoch muss die Produktion in der Lage sein, schnell Versuche an der Montagelinie mit transportablen Geräten durchzuführen, die einfach zu bedienen sind und somit einen geringeren Zeitaufwand erfordern, als Versuche im Laboratorium.

Für solche Versuche eignet sich das tragbare Messgerät Inspect Pro, an dem gleichzeitig ein Vorspannkraft-Sensor angeschlossen werden kann, der mit Adaptern Versuche an Verbindungselementen von M6 bis M16 zulässt sowie ein Drehmoment/Drehwinkel-Handsensor, der wie ein Drehmomentschlüssel das Drehmoment und den Drehwinkel ermittelt. Über den Touchscreen des Geräts wird kurz angewählt, welche Art der Auswertung durchgeführt werden soll, so dass anschließend numerisch oder grafisch dargestellt wird, welches Reibverhalten das Verbindungselement hat und ob der Schmierzustand der Spezifikation entspricht. Durch die konstante Anzeige von Drehmoment, Drehwinkel und Vorspannkraft lässt sich die Schraubverbindung wahlweise auf die entsprechende Messgröße montieren. Somit ermöglicht das tragbare System eine kurze und einfache Prüfung an der Montagelinie und ermöglicht, dass ungenügend geschmierte oder schlecht beschichtete Verbindungselemente erst gar nicht verschraubt werden.

Das Laboratorium des Herstellers führt für Kunden Schraubversuche an Verbindungselementen bis 8000 Nm durch. So analysiert das Unternehmen die einwandfreie Funktion der Schraube und das Zusammenspiel von Drehmoment und Vorspannkraft. Dies erfolgt zum Beispiel gemäß der internationalen Norm DIN ISO 16047. jg

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