die Verwendung des Torquemeters am Beispiel

23. März 2022

Was ist ein Drehmoment-Schraubendreher? Mit diesem Werkzeug stellt der Uhrmacher sehr genau das Drehmoment sicher, mit dem die zahlreichen Schrauben einer Uhr angezogen werden. Am Ende des Schraubvorgangs, wenn das voreingestellte Drehmoment erreicht ist, zeigt ein spürbarer Klick den Übergang von einer Raste zur nächsten an. Von der Genauigkeit und Regelmäßigkeit dieser Auslösungen hängt die endgültige Qualität des Zeitmessers ab. Vincent Nardella, Leiter der Produktmontagegruppe und des Kundendienstes, enthüllt uns die Hintergründe der Drehmomentmessung, insbesondere die des Torquemeters TVD von VOH.

Vincent Nardella ist seit 2018 Mitarbeiter bei VOH und verfügt über ein EFZ in Automation, das durch zwei Jahre Höhere Technische Lehranstalt in Biel ergänzt wurde, die ihm den Status eines Technikers HF in Automation verleihen. Innerhalb des Unternehmens ist der junge Mann für die Montagegruppe der Produkte verantwortlich und reist auch zu den Kunden, um die Installation und Wartung zu übernehmen. Als Kenner der Mechatronik ist es seine Aufgabe, das Konzept der Drehmomentmessung bei VOH zu erklären. „Diese Messung besteht ganz einfach darin, die Kraft zu erfassen und zu messen, die erforderlich ist, um ein konzentrisches Element in Bezug auf ein anderes in Drehung zu versetzen.

Wir interessieren uns insbesondere für den Torquemeter TVD, die von VOH entwickelte motorisierte Vorrichtung zur elektronischen Messung des Auslösemoments von Drehmomentschraubendrehern. Zunächst wird ein Drehmoment-Schraubendreher über den QR-Code auf seinem Griff gescannt, um ihn zu identifizieren und das vordefinierte Messprogramm zu laden.  Anschließend wird er in den TVD-Torquemeter eingesetzt und durch spezielle Spannmittel in Position gehalten.

Der Motor, der mit dem Messgerät verbunden ist, treibt den beweglichen Teil des Schraubendrehers an, wodurch jede einzelne Auslösestelle erfasst und gemessen werden kann. Diese Punkte analysieren wir genau“, erklärt Vincent Nardella.

Kurz gesagt, das Ziel ist es, den Kraftaufwand zu messen, der erforderlich ist, um jede Raste nacheinander mit kontrollierter Geschwindigkeit zu überwinden. Während der Messung werden auf dem Bildschirm vier Werte angezeigt, die z. B. in Milli Newton (benannt nach dem berühmten Isaac Newton) pro Meter (mNm) ausgedrückt werden: der höchste Wert, der Durchschnittswert, der Momentanwert und der niedrigste Wert; diese Daten werden in Echtzeit digital und in Form einer dynamischen Grafik angezeigt.
Der Motor des Torquemeters steuert die Rotationsgeschwindigkeit mit einer Regelmäßigkeit, die manuell unmöglich zu reproduzieren ist. „Einer der wichtigsten Aspekte ist die Eliminierung aller Störfaktoren, die die Drehmomentmessung beeinflussen; die Drehzahl ist ein entscheidender Parameter.“ Am Ende des Tests kann man in der Grafik das Ergebnis für jede einzelne Raste des Schraubendrehers sehen und den Verschleißzustand des Instruments feststellen. Wenn die Werte nicht den im Programm festgelegten Kriterien entsprechen, wird das Ergebnis als KO deklariert. Wenn nur der Mittelwert außerhalb der Toleranz liegt, die Streuung aber in Ordnung ist, ist eine Anpassung erforderlich, die im Modus „Einstellung“ direkt am Ende des Tests vorgenommen werden kann. Ist die Streuung jedoch zu groß, muss der Schraubendreher aus der Produktion genommen und überarbeitet werden. Der Techniker erklärt: „Nach einer Änderung der Einstellung des Schraubendrehers müssen vorher einige Einlaufrunden durchgeführt werden, um eine stabilisierte Messung und letztlich zuverlässige Ergebnisse zu erhalten.“

EINE VIEL FEINERE DATENANALYSE

Um mehr über die Hintergründe der Drehmomentmessung und insbesondere die Softwareaspekte zu erfahren, verweist uns Vincent Nardella an die Forschungs- und Entwicklungsabteilung, die unter der Verantwortung von Bastien Paratte, Ingenieur FH, steht. Dieser geht auf die Art und Weise ein, wie der Torquemeter TVD parametrisiert wird. Der Ablauf und die Messparameter werden über programmierbare Sequenzen festgelegt, die jedem Schraubendrehertyp oder jeder Schraubendrehergruppe zugewiesen werden können [Screenshot möglich? erlaubt?]: Läppen, Drehrichtung, Drehgeschwindigkeit, Anzahl der Rastungen, OK/KO-Kriterien usw. – alles ist parametrierbar! Mit dem neuen Torquemeter TVD 4.0 können Rückverfolgbarkeitsdaten und Programme über das vom Unternehmen entwickelte LINKiX-Ökosystem für Smart Production gesammelt, übertragen, verwaltet, visualisiert und parametrisiert werden.

EIN DREHMOMENTSENSOR AUS 100 % VOH

Zurück in den Montagebereich der VOH-Fabrik. Der Drehmomentsensor wird intern hergestellt“, erklärt Vincent Nardella. Es gibt ihn in zwei Versionen: für Drehmomente < 50 mNm und einen für Drehmomente > 50 mNm. Letzterer wird im Torquemeter TVD verwendet. Dieser Vorgang wird auf einem Tisch durchgeführt, der auf einem Pneumatikzylinder montiert ist, der alle störenden Vibrationen, wie z. B. die Bewegung in der Werkstatt, vermeidet. Ein Flaschenzugsystem wird am Torquemeter angebracht und zertifizierte Gewichte werden auf beiden Seiten des Geräts angebracht. Die Kalibrierung beginnt. „Bei einer Last von 20 gr. berechne ich mithilfe einer Computerdatei, bei welchem Drehmoment ich sein sollte.
Zwei bis drei Stunden sind nötig, um einen Torquemeter zu kalibrieren und einen vollständigen Kalibrierungsbericht zu liefern.“ Es ist unbedingt erforderlich, dass dieser Schritt ohne Unterbrechung durchgeführt wird. Um sicherzugehen, dass die Ergebnisse stimmen, wird der Techniker jeden Wert dreimal messen.

Wie man sieht, sind alle Schritte bei der Herstellung der VOH-Metrologiegeräte Gegenstand hochentwickelter Verfahren, sei es die Softwareentwicklung oder die Herstellung des eigentlichen Geräts. Alle Teams von VOH sind mobilisiert, um unser Unternehmen in seinem Status als unumgängliche Referenz im Umfeld der Uhrenausstatter zu konsolidieren.

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