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Drehmoment-Referenzen querbelastet

06.10.2009

Für die Kalibrierung von Drehmomentaufnehmern im Vergleichsverfahren werden so genannte Referenz-Aufnehmer (Bild 1) benötigt, die rückführbare Drehmoment-Bezugswerte liefern. Diese werden ihrerseits in hochwertigen Einrichtungen kalibriert, in denen die Referenz-Aufnehmer anderen – in der Regel geringeren - Querkräften und Biegemomenten ausgesetzt sind als im Einsatz im Vergleichsverfahren. Für typische Beispielsituationen wurden die Einflüsse dieser ungleichen Bedingungen mit Hilfe von speziellen Vorrichtungen untersucht, um Empfehlungen für die Messunsicherheitsberechnung in betroffenen Kalibierlaboratorien geben zu können.

Die Untersuchungen zeigten, dass die Ausrichtung eines Referenz-Aufnehmers durchaus einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis ausüben kann. Scheinbar kleine Abweichungen von nachgewiesenen 0,03% sind aber bei einer erweiterten (k = 2) Messunsicherheit von 0,02%, die manche Kalibrierlaboratorien für sich reklamieren, zu viel. Das Maß wird erst recht überschritten, wenn größere Querkräfte bzw. Biegemomente zu gemessenen Abweichungen von 0,07% für Drehmomentaufnehmer bzw. 0,35% für Drehmomentschlüssel führen. Allein die Belastung eines als Referenz verwendeten kalibrierten Drehmomentschlüssels in genau entgegen gesetzter Richtung kann zu 0,1% Abweichung führen. Eine um z exzentrische Ankopplung führt zu Veränderungen, die mit dem Verhältnis dieser Exzentrizität zur Hebelarmlänge l für die Krafteinleitung am Hebelarm skaliert. Der Querkrafteinfluss verhält sich nach dem Hebelgesetz proportional zu 1/l.

Die Ergebnisse der Untersuchung dieser Effekte wurden im Rahmen eines Vortrags beim XIX IMEKO Weltkongress vorgestellt, der vom 6. bis 11. September 2009 in Lissabon stattfand. Sie fanden ebenso Eingang in eine Veröffentlichung, die in den Proceedings der Tagung enthalten ist und von der IMEKO Website www.imeko.org geladen werden kann.

Belastung des Drehmoment-Referenz-Aufnehmers mit zusätzlichen Kraft- und Momentkomponenten

Bild 1: Belastung des Drehmoment-Referenz-Aufnehmers mit zusätzlichen Kraft- und Momentkomponenten

Ansprechpartner:

Andreas Brüge, FB 1.2, AG 1.22, E-Mail: andreas.bruege@ptb.de