Prüfmaschinen zur Reibwertanalyse an Schrauben, Muttern und Bolzen

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1 Prüfmaschinen zur Reibwertanalyse an Schrauben, Muttern und Bolzen

2 Wir bleiben in Verbindung Branchenübergreifende Verbindungen Das Prüfen von Schraubverbindungen und Befestigungsbauteilen ist in vielen Industriezweigen selbstverständlich und wird in Normen und Werksvorschriften geregelt. International bestens aufgestellt Die TesT GmbH ist bekannt für ihre Kompetenz in Kraftund Drehmomentmessung und liefert hierzu anwendungsorientierte Prüfmaschinen weltweit in führende Industriebranchen wie Automotive, Luft- und Raumfahrt, Elektro, Baugewerbe und Energiegewinnung. Ob zerstörende Prüfungen diverser Materialien oder Prüfungen an Bauteilen wie Schrauben und Muttern, immer steht eine TesT Prüfmaschine zur Disposition. In wachsenden Wirtschaftsregionen wie Ostasien, Indien, Lateinamerika und der Russischen Föderation, aber auch in abgelegenen Orten auf dem afrikanischen Kontinent, trägt die Erfahrung der TesT Ingenieure zur erfolgreichen Umsetzung von Prüfprojekten bei. Allerorts stehen das TesT Serviceteam oder Partnerunternehmen für Wartungen und Kalibrierungen der Anlagen zur Verfügung. TesT liefert alle Prüfmaschinen mit der frei-editierbaren Mess-, Regel- und Analysesoftware TesTWinner. Im Fall von Normänderungen kann der Prüfablauf einfach durch den Kunden an die neuen Gegebenheiten angepasst werden. Gerade in der Entwicklung ist die Prüfung mit abweichenden Parametern zur Gewinnung neuer Erkenntnisse zwingend nötig, weshalb TesTWinner die führende Lösung in diesem Sektor darstellt. Auswahl typischer Normen DIN EN ISO 16047: Verbindungselemente, Drehmoment/ Vorspannkraft-Versuch DIN EN 14399: Hochfeste planmäßig vorspannbare Schraubenverbindungen für den Metallbau DIN 65151: Dynamische Prüfung des Sicherungsverhaltens von Schraubverbindungen unter Querbeanspruchung (Junkers Vibrationsprüfung) PSA C : Fähigkeit der Reibwert-Prüfmethode VW 01131: Ermittlung von Reibzahlen, praxisorientierte Prüfung VDA : Verschraubungsverhalten/Reibungszahlen, praxis- und montagegerechte Prüfung 3

3 Detaillierte und hochpräzise Kennwertermittlung durch patentierte Sensorik TesT kombinierte Kraft- / Drehmomentsensoren basieren auf DMS-Technologie und ermöglichen in der maximalen Ausbaustufe das parallele Messen von bis zu vier Kennwerten an Schrauben, Muttern und diversen Verbindungselementen. Stets werden Spannkraft und Gesamtdrehmoment gemessen. Bei den Versionen mit drei und vier Kanälen werden zusätzlich die Teilmomente in der Kopfaufl age und im Gewinde ermittelt. Hierbei ist ein Einfl uss der Spannkraft auf die Momentmessung durch mechanische Entkopplung ausgeschlossen. TesT liefert Maschinen und Messwertaufnehmer für Gewindeschrauben im Bereich M2...M80. Hierbei werden Antriebe mit bis zu Nm eingesetzt. Die Sensoren zeichnen entsprechend Spannkräfte bis zu 5 MN bei Nm auf. Durch den Einsatz des TesTControllers und der TesTWinner Software ist der parallele Einsatz eines zweiten Stellantriebs realisierbar, womit auch selbstschneidende Schrauben bei konstanter axialer Belastung geprüft werden können. Für einen dauerhaft zuverlässigen Einsatz der Prüfmaschine steht das DKD-akkreditierte TesT Kalibrierlabor zur Verfügung, welches in direkter Zusammenarbeit mit staatlichen Instituten spezielle Richtlinien für Schraubenprüfstände erarbeitet. Sensorkern Mechanische Entkopplung Kraft / Drehmoment Messwerterfassung durch Dehnungsmessstreifen Verschraubungskörper Prüfstände und Antriebe......werden ausgehend vom maximal geforderten Messbereich und den normspezifi schen Anforderungen defi niert. Der Einsatz mehrerer Antriebe mit verschiedenen Drehzahlen, Trägheitsmomenten und Leistungsstufen ist möglich und lässt sich wechselseitig mit der gleichen Prüfelektronik betreiben. Eine Schutzeinrichtung mit Abschaltautomatik ist grundsätzlich vorhanden. Selbstverständlich liefert TesT ausschließlich Anlagen mit CE-Konformitätsnachweis. Messwertaufnehmer... TesTController......werden entsprechend der geplanten Prüfungen, Normen und Schraubendimensionen ausgelegt. Es sind neben der Anzahl der Messkanäle, die Messbereiche für Kraft und Drehmoment sowie die Baugröße auf Grund der Schraubenabmessungen festzulegen....ist die zentrale, intelligente elektronische Komponente zur Maschinenregelung (1 khz) und Messwerterfassung. Basierend auf einem Grundsystem mit eigenem Microcontroller ist ein modularer Ausbau für bis zu drei elektromechanische Antriebssysteme möglich. Ebenso sind bis zu sechs primäre Messkanäle (24 bit), zwölf sekundäre Messkanäle (10 bit) und weitere drei Kanäle für inkrementale Signale vorgesehen. Als zentrale Maschinenhardware befindet sich hier auch die Sicherheitsüberwachung, die ein kontrolliertes Abschalten im Notfall gewährleistet. TesTWinner......bezeichnet die Steuerungs-, Analyse- und Berichtssoftware mit Echtzeitdarstellung der Messwerte und Prüfsituation. Unter Verwendung der vorhandenen Makrobefehle können Prüfsequenzen selbst aufgebaut oder geändert werden. Die auf Wunsch zur Verfügung stehenden Prüfvorlagen nach internationalen oder kundenspezifi schen Normen können somit jederzeit den individuellen Bedürfnissen des Anwenders angepasst werden. Mit dieser Konfi guration sind alle wichtigen Parameter von Schraubverbindungen erfasst, wie sie in internationalen Normen und Hausnormen der wichtigsten Fahrzeughersteller gefordert werden und können normgerecht ausgewertet werden. Frei defi nierbare Berechnungen und Prüfberichte liefern Ergebnisse (z.b. Reibkoeffi zienten) und Graphen (z.b. Reibstrahlen), auch zum Export in verschiedene Formate. Eine Benutzerverwaltung und alle Funktionen für eine automatische Datenarchivierung sind ebenso enthalten. 4 5

4 Messbereiche von micro bis MEGA für Branchen von A bis Z Im Laufe der vergangenen Jahre sind die Anforderungen in der Schraubenprüfung stetig gestiegen. Wo zunächst im Automobilsektor nur Prüfungen zur Erstellung von Montagevorschriften und im Bereich der Entwicklung zur Optimierung von Verbindungen eingesetzt wurden, setzt sich heute die produktionsbegleitende Prüfung von HV- und HR-Schrauben im Stahlkonstruktionsbau durch. Nicht zuletzt der Ausbau von Windenergieanlagen und den damit verbundenen Stahlpfeilern, wird die Dimensionen weiter vergrößern. Schon heute liefert TesT Anlagen mit Drehmomenten bis zu Nm bei Spannkräften bis zu 5 MN für Verbindungen bis M80. Demgegenüber stehen Branchen wie die Medizintechnik, Mikromechanik und Uhrenindustrie, welche die An- forderungen in immer kleinere Dimensionen treiben. Hier liefert TesT Torsionsprüfmaschinen mit Drehmomentbereichen von wenigen Ncm und Kraftbereichen von weniger als einem Newton. Werkzeuge Zur Verspannung von Verbindungselementen in den Messwertaufnehmer sind Werkzeuge verschiedener Bauart lieferbar. Als Version Basic bezeichnet, liefert TesT hexagonal senkerodierte Spannhülsen zur Fixierung des Schraubenkopfs, bzw. der Gewindemutter im Sensor. Die Spannhülse eignet sich für eine Schraubenkopfform und -größe. Der Vorteil liegt in der extrem schnellen und einfachen Bedienung, weshalb sich dieser Typ bestens für Prüfungen bei großen Losgrößen eignet. Als Weiterentwicklung liefert TesT das Werkzeuge Clever. Es handelt sich dabei um ein mehrteiliges Werkzeug, wobei einzelne Bauteile entsprechend dem Prüfl ing ausgetauscht werden. Handelsübliche Stecknüsse auf einem Vierkant fi xieren Gewindemuttern oder Schraubenköpfe. Dadurch können Prüfl inge mit verschiedenen Kopfformen fl exibel verwendet werden. Bei nur einem Hauptwerkzeug pro Messwertaufnehmer wird ein entscheidender Kostenvorteil erreicht. Darüber hinaus sind Werkzeuge für Sonderschrauben, wie beispielsweise Zugbolzen (Tension Bolts), erhältlich. Hierbei wird durch ein Planetengetriebe am Antrieb und einem speziellen Werkzeugsatz der Anzug und das Abscheren der Momentaufnahme am Zugbolzen von einer Seite ermöglicht. Längenmessung / Extensometer Ein Extensometer zur Messung der Längenänderung der zu prüfenden Verbindung ist optional lieferbar. Wahlweise wird zwischen Schraubenkopf und -fuß durch eine Hohlwelle gemessen oder referenziell zwischen Kopfaufl a- ge und dem Schraubenfuß. Temperierung Weiterhin erhältlich ist ein System (Patent angemeldet), mit dem der Temperatureinfl uss (RT C) auf eine Schraubverbindung ermittelt werden kann. Die Prüfl inge werden durch eine aktiv beheizte Hülse im Messwertaufnehmer erwärmt und können somit bei geregelter Temperatur verschraubt und gelöst werden. Eine parallel verlaufende Wasserkühlung verhindert negative Einfl üsse auf die Messtechnik und unterbindet damit ein Verfälschen der Messergebnisse. 6 7

5 Mobile Schraubenprüfung Für eine effi ziente Qualitätssicherung sind schnelle und fl exible Prüfmöglichkeiten an wechselnden Orten in der Fertigung nötig. TesT liefert verschiedene Lösungen für mobile Prüfstände mit manuellem Anzug. Nach Kundenwunsch werden hierbei die Messsensoren auf fahrbaren Werkbänken montiert. Linearverschiebungen mit Lagerböcken zur zentrischen Krafteinleitungen minimieren auf Kundenwunsch die Bedienfehler. Manuelle Reibwertermittlung Die Kombination unserer Messwertaufnehmer mit der TesT Messelektronik und einer speziellen Firmware ermöglicht eine einfache Reibwertermittlung. Hierbei wird durch Messung der Kenngrößen Kraft und Drehmoment der Reibbeiwert nach al ter - nativen Normen direkt ermittelt und angezeigt. Das Gerät verfügt über zwei unabhängige Messkanäle mit 24 bit A/D Wandler, bei frei wählbarer Messfrequenz (100 Hz...2 khz). Angezeigt werden Kraft und Drehmoment und nach Abschluss der Prüfung der berechnete Reibbeiwert, alternativ nach den Normen ISO 16047, ISO oder Renault-Norm Bis zu 10 MB Messwerte werden auf dem wechselbaren Speicherchip im csv-dateiformat (Excel kompatibel) abgelegt. Dies entspricht ca. 500 Reibbeiwerten. Eine USB-Schnittstelle ermöglicht einen Datenexport und ein integrierter Akku erlaubt einen 8-stündigen mobilen Einsatz. Integrierte Werkzeugschubladen ermöglichen eine einfache Handhabung bei Umstellung der zu prüfenden Schraubendimensionen. Gerne bieten wir Ihnen Komplettlösungen für Ihre produktionsbegleitende Prüfungen an. Sprechen Sie uns an: test@test-gmbh.com PC-gestützte Reibwertermittlung Hierbei werden die Messwerte der Sensoren über die Mess- und Regelelektronik TesTController erfasst. Das Zusammenspiel mit der zugehörigen Software TesTWinner ermöglicht weitreichende Analysen, ein Datenmanagement (Archivierung, Exportierung) und eine fl exible Berichtserstellung. Zudem können schon während der Versuchsdurchführung anhand eines Online-Kurvenverlaufs Rückschlüsse auf die Messung und die erwarteten Reibbeiwerte erfolgen. 8 9

6 Vibrationsprüfmaschinen Schraubverbindungen in Schienennetzen und Zügen, sowie Fahrzeugen und Maschinen sind im Betrieb unterschiedlichen Vibrationsbelastungen ausgesetzt. Diese werden durch Unebenheiten im Untergrund oder Motorschwingungen hervorgerufen. Im Fahrbetrieb treten diese Vibrationsbelastungen über einen längeren Zeitraum und mit unterschiedlicher Dynamik auf. Die TesT Vibrationsprüfmaschine nach Junker ist zur dynamischen Prüfung von Verbindungselementen unter Querbelastung konzipiert. Sie ermöglicht unter anderem die Kontrolle nach DIN Die Prüfl inge werden in der Maschine mit einer defi nierten Vorspannkraft angezogen und anschließend mit einer variablen Frequenz (modellabhängig) einer dynamischen Querbeanspruchung ausgesetzt. Die zeitliche Veränderung der Vorspannkraft und des Lösewinkels (optional) wird während des Versuchs direkt abgebildet. Durch die grafi sche Darstellung erhält der Anwender sofort qualitätsrelevante Informationen über das Löseverhalten der Schraubverbindung. Technische Ausführungen / Modell T208.50kN T kN T kN T kN Schraubendimension M3 M8 M8 M16 M12 M24 M20 M36 Sensor Vorspannkraft kn kn kn kn Sensor Querkraft 0, kn 0, kn kn kn Sensor Lösewinkel (optional) 360 ±0, ±0, ±0, ±0,25 Transversalhub ±1 mm fi x ±0...2 mm variabel ±0...2 mm variabel ±0...2 mm variabel Frequenz Querkraft 12,5 Hz fi x Hz variabel Hz variabel 0 15 Hz variabel Genauigkeitsklasse Messunsicherheit Kraft 0,5 % vom Messwert 0,5 % vom Messwert 0,5 % vom Messwert 0,5 % vom Messwert Messunsicherheit Hub 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert Zusammengesetzter Fehler 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert 1 % vom Messwert Speisespannung 230 V / 1P+N+PE 400 V / 3P+N+PE 400 V / 3P+N+PE 400 V / 3P+N+PE Arbeitstisch Option ja ja ja Elektrik / Elektronik Tischgehäuse Unterbau-Schaltschrank Unterbau-Schaltschrank Schaltschrank Sicherheitseinrichtung ja ja ja ja EC - Konformitäts-Zertifi kat ja ja ja ja Messbereichserweiterungen T208.ALC.100/20 T208.ALC.100/20 T208.ALC.100/20 Schraubendimension M5 M10 M5 M10 M5 M10 Sensor Vorspannkraft kn kn kn Sensor Querkraft 0, kn 0, kn 0, kn Messbereichserweiterungen T208.ALC.300/30 T208.ALC.300/30 Schraubendimension M10 M18 M10 M18 Sensor Vorspannkraft kn kn Sensor Querkraft 0,6 30 kn 0,6 30 kn Kennwerte: Axialkraft, Querkraftamplitude, Querwegamplitude effektiv, Anzahl der Zyklen, Lösewinkel (optional) 10 11

7 Universalprüfmaschinen Torsionsprüfmaschinen Schraubenprüfstände Kalibriermaschinen Kraftsensoren Drehmomentsensoren DKD - Kalibrierlabor Deutschland Schweiz TesT GmbH Helena-Rubinstein-Str. 4 D Erkrath TesT KG Bösch 63 CH 6331 Hünenberg Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) test@test-gmbh.com Tel.: +41 (0) Fax: +41 (0) test@test-ag.ch P_205_01.00_DE