1 Die Schraubverbindung allgemein - IBES Electronic GmbH
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2 Überprüfung der Drehmomentgenauigkeit 2.1 Überprüfung der Drehmomentgenauigkeit von Schraubgeräten nach ISO 5393 Harter und weicher Schraubfall nach ISO 5393 Um eine Aussage über die Drehmomentgenauigkeit von Schraubgeräten treffen zu können, sind bestimmte Randbedingungen zu betrachten. Ein Abschalten nach Erkennen des Drehmomentes benötigt eine bestimmte Reaktionszeit. Innerhalb dieser Zeit hat der Motor die Schraube bereits um einige Winkelgrade weitergedreht. Das Drehmoment wurde aufgrund der Schwungenergie (Drehenergie Erot) erhöht. Man spricht hier von einem Nachlauf des Drehmomentes. Die Schwungenergie ist definiert als: Erot = J 2 m d 2 bzw. Erot = 2 2 2 Erot Rotationsenergie (J) Massenträgheitsmoment (d) Durchmesser (e) Winkelgeschwindigkeit (m) Masse Es läßt sich leicht erkennen, daß eine Reduzierung des Durchmessers (d) und der Winkelgeschwindigkeit ( ) des Motorläufers den größten Erfolg bei der Verringerung des Nachlaufes bringt, da diese Größen im Quadrat in die Rechnung eingehen, die Masse (m) linear. Bei einem weichen Schraubfall steigt das Drehmoment in Abhängigkeit vom Drehwinkel wesentlich langsamer an als bei einem harten Schraubfall. Der zu erwartende Nachlauf des Drehmoments ist entsprechend geringer. Da in der Praxis mit Änderungen der Schraubfallhärte gerechnet werden muß (unterschiedliche Schraubenchargen, Reibwerttoleranzen, Gewindetoleranzen usw.), soll die Drehmomentgenauigkeit eines Schraubsystemes möglichst schraubfallunabhängig sein. Um eine Aussage über die Leistungsfähigkeit von Schraubsystemen (Schraubgeräten) treffen zu können, wurden in der Richtlinie ISO 5393 die Schraubfallhärte, das Meßverfahren und die Auswertung zur Beurteilung von Schraubgeräten festgeschrieben. Steigt das Drehmoment von 10 % auf 100 % des Prüfdrehmomentes innerhalb eines Anziehdrehwinkels von 27° (bzw. von 0 % auf 100 % innerhalb 30°) an, so ist der Schraubfall hart. Ein weicher Schraubfall liegt vor, wenn der Anstieg des Drehmoments von 10 % auf 100 % des Prüfdrehmomentes erst nach mehr als 650° erreicht wird (bzw. von 0 % auf 100 % nach 720°). Die Schraubgeräte sollen die Genauigkeitsprüfung sowohl bei einem harten als auch bei einem weichen Schraubfall bestehen, ohne daß sie umgestellt werden. Die Auswertung folgt den Grundregeln der Statistik. Seite 5
2.2 Drehmomentgesteuerte Werkzeuge im Vergleich Bezeichnung Abschaltverfahren Vorteile Nachteile Präzisions- Schraubsystem mit Elektroschrauber EC - System Elektroschrauber mit Stromabschaltung Mech. Abschaltschrauber Druckluftstillstandsschrauber Impulsgesteuerter Schrauber Drehmoment-Sollwertvorgabe Vorgabe eines zum Drehmoment proportionalen Stromwertes Über Vorspannung der Druckfeder in der Abschaltkupplung hohe Wiederholgenauigkeit Drehmomentanzeige Drehwinkelanzeige IO/NIO-Aussage Dokumentationsmöglichkeit hohe Standzeit gut regelbar leise preisgünstig hohe Standzeit leise IO/NIO-Aussage über Stromwert möglich leicht einstellbar preiswert Schwungenergie wird mit Kupplung entkoppelt über Luftdruck preiswert hohe Dynamik des Motors über Luftdruck über Öldurchfluß im Impulsschlagwerk nahezu Rückdrehmomentfrei hoher Steuerungsaufwand teuer indirektes Meßsystem über zum Drehmoment proportionalen Strom muß von Zeit zu Zeit kalibriert werden muß regelmäßig kalibriert werden Kupplung ist Verschleißteil keine IO/NIO Aussage hoher Geräuschpegel starker Einfluß der Betriebsdruckschwanku ng auf das Drehmoment laut starke Drehmomentabhängigkeit vom Schraubfall und von der Schraubzeit, Drehmoment kann nur bedingt direkt gemessen werden Seite 6
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2 Überprüfung der Drehmomentgenauigkeit<br />
2.1 Überprüfung der Drehmomentgenauigkeit von Schraubgeräten nach ISO 5393<br />
Harter und weicher<br />
Schraubfall nach ISO 5393<br />
Um eine Aussage über die Drehmomentgenauigkeit von Schraubgeräten treffen zu können, sind bestimmte<br />
Randbedingungen zu betrachten. Ein Abschalten nach Erkennen des Drehmomentes benötigt eine bestimmte<br />
Reaktionszeit. Innerhalb dieser Zeit hat der Motor die Schraube bereits um einige Winkelgrade weitergedreht.<br />
Das Drehmoment wurde aufgrund der Schwungenergie (Drehenergie Erot) erhöht. Man spricht hier von einem<br />
Nachlauf des Drehmomentes. <strong>Die</strong> Schwungenergie ist definiert als:<br />
Erot =<br />
J<br />
2<br />
m d 2<br />
bzw. Erot =<br />
2 2<br />
2<br />
Erot Rotationsenergie<br />
(J) Massenträgheitsmoment<br />
(d) Durchmesser<br />
(e) Winkelgeschwindigkeit<br />
(m) Masse<br />
Es läßt sich leicht erkennen, daß eine Reduzierung des Durchmessers (d) und der Winkelgeschwindigkeit ( )<br />
des Motorläufers den größten Erfolg bei der Verringerung des Nachlaufes bringt, da diese Größen im Quadrat<br />
in die Rechnung eingehen, die Masse (m) linear.<br />
Bei einem weichen Schraubfall steigt das Drehmoment in Abhängigkeit vom Drehwinkel wesentlich langsamer<br />
an als bei einem harten Schraubfall. Der zu erwartende Nachlauf des Drehmoments ist entsprechend geringer.<br />
Da in der Praxis mit Änderungen der Schraubfallhärte gerechnet werden muß (unterschiedliche<br />
Schraubenchargen, Reibwerttoleranzen, Gewindetoleranzen usw.), soll die Drehmomentgenauigkeit eines<br />
Schraubsystemes möglichst schraubfallunabhängig sein. Um eine Aussage über die Leistungsfähigkeit von<br />
Schraubsystemen (Schraubgeräten) treffen zu können, wurden in der Richtlinie ISO 5393 die Schraubfallhärte,<br />
das Meßverfahren und die Auswertung zur Beurteilung von Schraubgeräten festgeschrieben. Steigt das<br />
Drehmoment von 10 % auf 100 % des Prüfdrehmomentes innerhalb eines Anziehdrehwinkels von 27° (bzw. von<br />
0 % auf 100 % innerhalb 30°) an, so ist der Schraubfall hart. Ein weicher Schraubfall liegt vor, wenn der Anstieg<br />
des Drehmoments von 10 % auf 100 % des Prüfdrehmomentes erst nach mehr als 650° erreicht wird (bzw. von<br />
0 % auf 100 % nach 720°). <strong>Die</strong> Schraubgeräte sollen die Genauigkeitsprüfung sowohl bei einem harten als<br />
auch bei einem weichen Schraubfall bestehen, ohne daß sie umgestellt werden. <strong>Die</strong> Auswertung folgt den<br />
Grundregeln der Statistik.<br />
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