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Vorspannkraftbestimmung mittels Ultraschallmethoden in Theorie, Praxis und Forschung

 
: Becker, Michael M.

ITH Schraubtechnik, Meschede:
3. Fachtagung Schraubenverbindungen 2019. Große Schraubenverbindungen >M20 im Fokus : 27.-28.03.2019, Meschede
Meschede: ITH Schraubtechnik, 2019
S.27-39
Fachtagung Schraubenverbindungen <3, 2019, Meschede>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IZFP ()
Schrauben; Vorspannkraftbestimmung; Ultraschall; Digitaler Zwilling

Abstract
Die Bestimmung von Vorspannkräften in Schraubenverbindungen mittels Ultraschall stellt ein bekanntes Verfahren in der Industrie dar. Aktuelle Ultraschallsysteme zur gezielten Einstellung der Vorspannkraft während des Verschraubens (Online-Messung) erzielen Ergebnisse mit Abweichungen von weniger als 5%, unabhängig der herrschenden Reibungsbedingungen. Diese Methode eignet sich gleichermaßen für die Instandhaltung bestehender Schraubenverbindungen mit gleicher Qualität und geringem Arbeitsaufwand. Darüber hinaus ist das Überwachen der Vorspannkraft bzw. deren Verluste im Betrieb für Maschinen und Konstruktionen ein Forschungsschwerpunkt mit hoher Relevanz für die kontinuierliche Betriebssicherheit, aber auch zur zeit- und ressourceneffizienten Instandhaltung betreffender Verschraubungen. Zur Verknüpfung der bisher getrennten Prozesse und Messdaten, die im Rahmen von Online-Vorspannkraftmessung, Instandhaltung und Monitoring anfallen sowie deren Nutzung im Rahmen der digitalen Abbildung der gesamten Wertschöpfungskette, muss die Vorspannkraftermittlung mittels Ultraschallmethoden auf physikalische Grundgrößen zurückgeführt werden. Dies ermöglicht einerseits die Abdeckung eines breiten Spektrums an Schraubenverbindungsvarianten, andererseits wird ein effizienter Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Ultraschall-Vorspannkraft-Messsystemen ermöglicht. Über den Austausch ultraschallspezifischer Informationen hinaus fließen in die Steuerungs- und Messsysteme vorhandene digitale Informationen von der Schraubengeometrie, über chargenspezifische Werkstoffdaten bis hin zu Monitoring-Informationen über den Gesamtzustand verschraubter Bauteile in eine präzise, lückenlose Vorspannkraftmessung und die Ableitung notwendiger Maßnahmen im Betrieb mit ein.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-540827.html