Die Konstruktion der Dreh-Räummaschine erlaubt nur eine Messung der Prozesskraft am Fuß der Antriebeinheit des Revolvers. So war die Idee der Artis GmbH, eine messende Unterlegscheibe unter eine vorhandene Verschraubung zu installieren.

Daraus ergeben sich die folgenden Herausforderungen:

• zum einen muss die Schraubverbindung mit Nennvorspannkraft nach DIN 18800 angezogen werden
• zum anderen sollen relativ kleine Prozesskräfte bei dieser hohen Vorspannkraft zuverlässig erfasst werden

In der Praxis sind dies zum Beispiel 110.000 N Vorspannung bei einem normgerechten Anzugmoment einer M16 Schraube der Güte 12.9 und Bearbeitungskräfte von 500 - 1000.

Piezoelektrische Kraftmessringe und Ladungsverstärker von HBM

„Wir haben mit HBM mögliche messtechnische Lösungsansätze auf Piezo- und DMS-Basis diskutiert und verglichen und sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die CFW-Sensoren der Paceline-Serie für diese Applikation prädestiniert sind. Wir waren zunächst skeptisch, da wir bereits in der Vergangenheit piezoelektrische Sensoren anderer Hersteller im Einsatz hatten und keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt hatten“, erinnert sich Hans-Georg Conrady, Geschäftsführer von Artis.

In der Tat sind die Sensoren in dieser Applikation besonderen Anforderungen
ausgesetzt. Hierzu gehört beispielsweise

• die Umströmung der Sensoren mit Kühlemulsion,
• heiße herab fallende Metallspäne auf Sensor und Kabel
• sowie dauerhafte Schock- und Vibrationsbelastung der Sensoren während der Kurbelwellenbearbeitung.

Der technologische Vorteil der Paceline-Sensoren – die messbereichsunabhängige Empfindlichkeit – kommt hier voll zum Tragen: Die durch die hohe Vorspannkraft der Verschraubung erzeugte Ladung wird durch den Ladungsverstärker CMD600 vor der Messung kurzgeschlossen. Zudem wird das Nutzsignal optimal verstärkt und dem Artis-Prozessüberwachungssystem CTM als Prozessparameter zur Verfügung gestellt. Die mechanische Robustheit der Messkette wird außerdem durch ein metallummanteltes Ladungskabel erreicht, um den oben genannten hohen Anforderungen gerecht zu werden.