Kraftmessringe: Schraubenvorspannung ohne Verlust des Kraftpfads messen

Ein Kraftmessring misst Druckkraft durch ein ringförmiges Messelement. Er kann um eine Schraube passen, wo eine übliche Kraftmesszelle zu hoch ist. Die kompakte Form macht ihn nicht zum direkten Ersatz einer normalen Unterlegscheibe: Sein Einbau verändert den Schraubverbund, und die gemessene Kraft hängt von der Lastübertragung der umgebenden Teile ab.

Definieren Sie zuerst das benötigte Ergebnis. Eine Änderung bei jedem Pressenhub zu überwachen unterscheidet sich von der Messung der nach mehreren Tagen verbleibenden Schraubenvorspannung. Im selben Bauraum können unterschiedliche Sensortechnologien mit unterschiedlichen Verstärkern und Grenzen der Messdauer stecken.

Den Kraftmessring nach der Messdauer auswählen

Ein Ring mit Dehnungsmessstreifen verwendet üblicherweise Brückenspeisung und einen kompatiblen Brückenverstärker. Er kann eine anhaltende Last messen, wobei Kriechen, Temperatureinflüsse und Relaxation der Verbindung weiterhin zu bewerten sind. Dokumentieren Sie, ob die gesamte Druckkraft oder eine Änderung gegenüber einer festgelegten Vorspannung benötigt wird.

Ein piezoelektrischer Ring erzeugt unter Last Ladung und benötigt die spezifizierte Ladungsmesskette, sofern die Aufbereitung nicht schon integriert ist. Er eignet sich für dynamische und zeitlich begrenzte quasistatische Messungen. Ladungsverlust und Verstärkerdrift begrenzen lange Haltemessungen. Versprechen Sie keine unbegrenzte statische Kraftüberwachung allein aufgrund eines ausreichenden Kraftbereichs.

Fordern Sie vor Auswahl eines PLC-Eingangs Sensorprinzip und vollständige Signalkettenspezifikation an. Ein Brückensignalaufbereiter ersetzt keinen Ladungsverstärker. Bei keinem Sensortyp darf ein direkter 4-20 mA- oder RS485-Ausgang vorausgesetzt werden.

Die Verbindung vor Auswahl der Nennlast zeichnen

Verfolgen Sie in einer Schnittzeichnung die Druckkraft durch Mutter oder Lastteil, Kontaktscheiben, Messring und Abstützung. Berücksichtigen Sie Hülsen, Schultern und Anschläge, die bei Verformung anliegen könnten. Schließt sich bei höherer Kraft ein zusätzlicher Kontakt, kann sich der vom Sensor getragene Anteil während der Messung ändern.

Ein stabiler Kraftnebenschluss ist nicht immer ein Einbaufehler. Manche Messanordnungen erfassen bewusst nur einen Lastanteil und werden in dieser Anordnung kalibriert. Problematisch ist, den isolierten Ringkennwert als Kennwert der vollständigen Verbindung zu behandeln oder einen wechselnden Nebenpfad mit einem einzigen Skalierungsfaktor korrigieren zu wollen.

Befolgen Sie Vorspannungs- und Anziehverfahren des gewählten Herstellers. Übertragen Sie keinen Vorspannungsprozentsatz von einer anderen Ringgröße oder Technologie. Der Verbindungsplaner muss außerdem prüfen, ob Montagedrehmoment, Biegung oder ungleichmäßiger Sitz den Messring erreichen.

Was eine Einbaukalibrierung belegen muss

Kalibrieren Sie die montierte Messkette gegen eine geeignete Kraftreferenz mit den vorgesehenen Kontaktteilen und der vorgesehenen Lastanordnung. Bewahren Sie Ringidentifikation, Verstärkereinstellungen, Vorrichtungszeichnung und Vorspannverfahren auf. Der Nachweis sollte zeigen, wie die angezeigte Kraft über den erforderlichen Arbeitsbereich mit der aufgebrachten Last zusammenhängt, gegebenenfalls einschließlich Entlastung.

Definieren Sie bei zyklischen Prozessen, ob die Abnahme Spitzenwert, mittlere Kraft, Kraft an einer bestimmten Position oder Form der Kraft-Zeit-Kurve betrifft. Abtastrate, Filterung und Triggerzeitpunkt können diese Ergebnisse trotz korrekter statischer Sensorkalibrierung ändern.

Beziehen Sie beim Vorspannungserhalt Beobachtungszeitraum und Temperaturbedingungen ein. Eine fallende Anzeige kann reale Verbindungsrelaxation, Sensorverhalten oder einen geänderten Kontaktpfad widerspiegeln. Ein Kalibrierzertifikat allein trennt diese Ursachen nicht. Wird Ring, Distanzstück oder Verstärker ersetzt, bewerten Sie die weiterhin gültigen Teile der vorherigen Kalibrierung.

Frage 1. Kann das Anziehdrehmoment die Kalibrierkraft liefern?

Nicht ohne einen separat bestimmten und geeigneten Drehmoment-Vorspannkraft-Zusammenhang für diese Verbindung. Reibung in Gewinden und Auflageflächen beeinflusst das Ergebnis. Nutzen Sie eine Kraftreferenz, wenn die Abnahmeanforderung in Kraft angegeben ist, statt eine Drehmomenteinstellung als gemessene Schraubenzugkraft zu behandeln.

Frage 2. Kann eine Druckkraftmesszelle einen Kraftmessring ersetzen?

Erst nach Neukonstruktion und Prüfung von Lasteinleitung, Bauraum und Verbindungsverhalten. Der Leitfaden zu Druckkraftmesszellen beschreibt einen anderen mechanischen Weg; er belegt keine maßliche oder elektrische Austauschbarkeit mit einem Ringsensor.

Frage 3. Was bestimmt das Angebot neben dem Sensorpreis?

Montageteile, Signalaufbereitung, Verkabelung und Einbaukalibrierung können wesentliche Lieferanteile sein. Fordern Sie separate Preise an und legen Sie den Lieferanten der Referenzvorrichtung fest. Der Vergleich eines bloßen Rings mit einer kalibrierten Baugruppe führt zu einem irreführenden Kostenvergleich.

Zusammenfassung

Wählen Sie das Messprinzip für die Messdauer und prüfen Sie anschließend tatsächlichen Kraftpfad und Kalibrieranordnung. Senden Sie METRAVON für eine Eignungsanfrage Verbindungsschnitt, Lastverlauf und gewünschten Ausgang. Kraftmessringmodell und Montagespezifikation müssen vor Bestellung bestätigt werden; dieser Leitfaden benennt keinen verifizierten METRAVON-Ersatzring.