So messen Sie das Drehmoment an Scharnieren | Prüfaufbau und Vorgehensweise

Legen Sie fest, welches Drehmoment am Scharnier Sie messen müssen

Ein einzelner Wert mit der Bezeichnung “Drehmoment am Drehpunkt” ist unvollständig. Legen Sie vor der Auswahl des Messgeräts fest, welcher Abschnitt der Bewegungskurve als Ergebnis ausgewiesen werden soll.

Bezeichnen Sie den höchsten gemessenen Wert nicht als “Haltemoment”, es sei denn, das Prüfverfahren misst tatsächlich den Widerstand im Ruhezustand. Geben Sie keinen Durchschnittswert an, ohne das Winkelintervall anzugeben. Vergleichen Sie nicht den Spitzenwert beim Öffnen eines Herstellers mit dem gleitenden Durchschnitt eines anderen Herstellers.

Falls im Rahmen des Projekts das Zieldrehmoment noch anhand der Masse der Platte und des Abstands zum Schwerpunkt ermittelt werden muss, füllen Sie das Berechnung der Anforderungen an Drehmomentscharniere Bevor Sie diese Seite zur Überprüfung der Scharnierleistung nutzen.

Messung des Drehmoments eines Scharniers mit einem Kraftmessgerät und einem Hebelarm

Ein Kraftmessgerät kann das Drehmoment eines Scharniers messen, wenn die Kraft in einem bekannten senkrechten Abstand zur Scharnierachse aufgebracht wird. Die allgemeine Beziehung lautet:

Beispielsweise entspricht eine gemessene Kraft von 20 N, die senkrecht auf einen Hebelarm von 0,15 m wirkt, 3 N·m. Hierbei handelt es sich um eine Veranschaulichung der Formel und nicht um einen empfohlenen Drehpunktwert.

Steuerung der Hebelarmgeometrie

• Messen Sie von der tatsächlichen Scharnierachse bis zur Wirkungslinie der Kraft – nicht bis zur Kante des Griffs oder einer beliebigen Schraube.
• Halten Sie die Messkraft im Messwinkel senkrecht zum Hebelarm, oder wenden Sie die Sinuskorrektur an.
• Verwenden Sie einen starren Hebel, der sich unter der gemessenen Kraft nicht nennenswert verbiegt.
• Verhindern Sie, dass der Haken, die Schiebespitze, der Riemen oder die Kontaktrolle während der Messung verrutschen.
• Notieren Sie, ob die Messvorrichtung drückt oder zieht und inwiefern die Kraftrichtung mit dem Öffnen oder Schließen zusammenhängt.

Manuelle Überprüfung von kontrollierten Messungen trennen

Ein Handmessgerät eignet sich zwar zur Fehlerbehebung und für erste Vergleichsmessungen, jedoch können die Geschwindigkeit des Bedieners, die Kraftrichtung und die Erfassung der Spitzenwerte variieren. Ein motorisierter Ständer, eine gesteuerte Linearachse oder eine geführte Zugbahn verbessern die Wiederholbarkeit, wenn das Ergebnis zur Freigabe von Proben oder zur Festlegung von Produktionsgrenzwerten herangezogen wird.

Wenn sich der Winkel des Hebelarms relativ zu einer festen linearen Messlehre ändert, ändert sich auch der senkrechte Abstand. Messen Sie entweder bei einem festgelegten Winkel, positionieren Sie die Messlehre neu, um die Senkrechte beizubehalten, oder berechnen Sie die sich ändernde Geometrie. Verwenden Sie keinen konstanten Hebelarm über einen Bogen hinweg, wenn die Wirkungslinie nicht konstant ist.

Messung und Aufzeichnung der Drehmoment-Winkel-Kurve

Ein einzelner Maximalwert kann das Verhalten verschleiern, das die Nutzer tatsächlich wahrnehmen. Erfassen Sie das Drehmoment in Abhängigkeit vom Winkel, wenn im Rahmen des Projekts zwischen Anlaufwiderstand, gleichmäßiger Bewegung, lokalen Spitzenwerten, Richtungsänderungen oder Winkelabweichungen unterschieden werden muss.

1. Das Präparat aufstellen und kennzeichnen. Überprüfen Sie das Modell, die Revision, die Ausrichtung, die Richtung, die Halterung und den Einstellzustand.
2. Das System vorheizen und auf Null stellen. Befolgen Sie die Anweisungen des Geräts und tarieren Sie die montierte Vorrichtung am festgelegten Startpunkt.
3. Das Scharnier vorbereiten. Führen Sie es vor den aufgezeichneten Abtastvorgängen durch die genehmigten Zyklen und Richtungen; die genaue Anzahl ist projektspezifisch.
4. Wende die Verweilbedingung an. Halten Sie die Probe während der Messung des Abreißverhaltens für die festgelegte Zeit im Startwinkel.
5. Mit der festgelegten Drehzahl drehen. Erfassen Sie Drehmoment und Winkel kontinuierlich oder an einer festgelegten Reihe von Positionen.
6. Ungültige Regionen ausschließen. Berücksichtigen Sie dabei nicht das Aufnehmen der Leuchte, das Aufstoßen an einem Anschlag, das Verhaken des Kabels oder Bewegungen außerhalb des zulässigen Bereichs.
7. Unter der genannten Bedingung die Fahrtrichtung umkehren. Erfassen Sie Eröffnung und Schlusskurs getrennt, anstatt sie zusammenzufassen.
8. Wiederholen Sie den Durchlauf. Verwenden Sie die im Projekt definierten Wiederholungen und prüfen Sie, ob sich das Ergebnis stabilisiert oder sich weiter verändert.
9. Speichern Sie die Rohkurve. Bewahren Sie die ungefilterten Daten, die berechneten Ergebnisse, die Probenidentität und die Prüfbedingungen auf.

Legen Sie die Datenfenster fest, bevor Sie das Ergebnis auswerten. So kann beispielsweise der „Breakaway“ der erste gültige Peak nach Beginn der Bewegung sein, während das „Running Torque“ dem Mittelwert oder Median über einen festgelegten zentralen Winkelbereich entsprechen kann. Die genaue Definition ist projektspezifisch.

Beziehen Sie den mechanischen Endanschlag nicht in den normalen Betriebsdrehmomentbereich ein. Bei der Stoßprüfung werden der Anschlag und der Lastverlauf der Halterung gemessen, nicht das Reibungsverhalten des Scharniers.

Trennung der technischen Charakterisierung von den Drehmomentprüfungen in der Produktion

Ein Entwicklungstest sollte das gesamte für die Konstruktionsfreigabe erforderliche Verhalten aufzeigen. Ein Produktionstest sollte unzulässige Abweichungen schnell erkennen, ohne dass jeder Charakterisierungsschritt erneut durchgeführt werden muss.

Eine zweckmäßige Prüfung der Griffkraft in der Fertigung sollte nicht als technische Definition herangezogen werden, solange der Zusammenhang mit dem Drehmoment am Scharnier nicht nachgewiesen ist. Ein Schnelltest ist nur dann sinnvoll, wenn er dieselben Funktionsfehler wie die anerkannte Methode erkennt.

Bei einem einstellbaren Scharnier ersetzt das Messen der zugelassenen Einstellung nicht das Verfahren zum Ändern und Sichern dieser Einstellung. Verwenden Sie die separate Anleitung unter So stellen Sie ein Drehmomentscharnier ein wenn das Messergebnis korrigiert werden muss.

Anwendungsszenario für Verbundwerkstoffe: Instrumenten-Zugangsdeckel

Beispiel aus dem Ingenieurwesen: Hierbei handelt es sich um ein fiktives technisches Szenario, das zur Veranschaulichung der Messlogik erstellt wurde. Es handelt sich nicht um eine Dokumentation eines Kundenprojekts oder um einen Produkttestbericht.

Ein OEM erhält zwei Muster von Drehmoment-Scharnieren mit derselben Nennleistung. Beide halten eine kleine Instrumentenabdeckung, doch das eine lässt sich leichtgängig bewegen, während das andere zunächst klemmt, bevor es sich bewegt. Beim ersten Test wird ein Handkraftmesser an der Kante des Deckels angesetzt und nur die maximale Kraft erfasst. Die Ergebnisse variieren, da der Bediener den Zugwinkel und die Geschwindigkeit verändert und der Schwerpunkt des Deckels ein wechselndes Drehmoment bewirkt.

Die Technik trennt die Fragestellungen voneinander. Das Scharnier wird zunächst allein mit einem koaxialen Drehmomentsensor gemessen. Das Verfahren definiert Öffnungs- und Schließrichtung, Startwinkel, Verweilzeit, Geschwindigkeit, Vorkonditionierung und ein zentrales Laufdrehmomentfenster. Die Kurve zeigt, dass beide Proben ein ähnliches Laufdrehmoment aufweisen, eine jedoch einen höheren Anlaufspitzenwert aufweist.

Der komplette Deckel wird anschließend mit einem geführten Kraftmessgerät bei einem festen, senkrechten Hebelarm geprüft. Diese zweite Prüfung berücksichtigt die Schwerkraft, die Seile, die Steifigkeit der Halterung und den Kontaktpunkt des Benutzers. Das leichtgängigere Scharnier sorgt für das gewünschte Bediengefühl, ohne die erforderliche Haltekraft zu beeinträchtigen.

Die genehmigte Zeichnung stützt sich nicht auf einen einzigen Nennwert. Sie legt separate Grenzwerte für das Abreißen und den Lauf, die Richtung, den Winkelbereich, die Temperatur sowie die Referenz der Prüfvorrichtung fest. In der Produktion wird eine kürzere, korrelierte Prüfung durchgeführt, während die vollständige Drehmoment-Winkel-Methode weiterhin als technische Referenz gilt.

Checkliste zur Messung des Drehmoments an Scharnieren

MESSUNG DES SCHARNIERDREHMOMENTS – TECHNISCHE CHECKLISTE
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ZIEL DER MESSUNG
[ ] Erforderliche Leistung identifiziert: Halte-/Losbrech-/Betriebs-/Öffnungs-/Schließmoment
[ ] Ergebnis für das Scharnier allein oder die komplette Baugruppe eindeutig angegeben
[ ] Definition von Spitzenwert, Mittelwert, Median, Bandbreite oder Drift genehmigt
[ ] Berechnung des erforderlichen Drehmoments getrennt von der gemessenen Leistung geführt

PRÜFSTÜCK
[ ] Scharniermodell, Revision, Charge, Oberflächenbeschaffenheit und Einstellzustand erfasst
[ ] Einzelnes Scharnier, abgestimmtes Paar oder komplette Baugruppe angegeben
[ ] Befestigungselemente, Halterungen, Verkleidung, Kabel, Dichtungen und äußere Belastung erfasst
[ ] Schmierung, Reinigung und Vorkonditionierung kontrolliert

MESSGERÄT UND PRÜFVORRICHTUNG
[ ] Der Messbereich des Drehmomentsensors oder Kraftmessers ist geeignet
[ ] Kalibrierung und Nullpunktstatus überprüft
[ ] Scharnierachse und Sensorachse ausgerichtet
[ ] Die feste Seite ist starr und die bewegliche Seite kann nicht verrutschen
[ ] Reibung, Spiel und Kontakt der Halterung geprüft
[ ] Hebelarm und Kraftwinkel sind, sofern verwendet, definiert
[ ] Überhub- und mechanische Anschlagbereiche sind kontrolliert

PRÜFBEDINGUNGEN
[ ] Referenz „Öffnen/Schließen“ oder „im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn“ definiert
[ ] Startwinkel, Endwinkel und Messfenster angegeben
[ ] Drehzahl angegeben
[ ] Verweilzeit angegeben
[ ] Vorkonditionierung angegeben
[ ] Temperatur und Einwirkzeit angegeben
[ ] Ausrichtung und Schwerkraftrichtung angegeben
[ ] Abtast- und Filtereinstellungen angegeben

DATEN UND ABNAHME
[ ] Rohdaten der Drehmoment-Winkel-Kurve gespeichert
[ ] Definition des Anfahrmoments angegeben
[ ] Betriebsdrehmomentfenster angegeben
[ ] Bei Bedarf Methode zur statischen Halte- oder Driftmessung angegeben
[ ] Einheit, Winkel-Nullpunkt und Richtungskonvention angegeben
[ ] Öffnen und Schließen werden separat ausgewiesen
[ ] Wiederholbarkeit und Teil-zu-Teil-Schwankung getrennt ausgewiesen
[ ] Ungültige Spitzenwerte und ausgeschlossene Bereiche dokumentiert
[ ] Einheiten und Umrechnungen überprüft
[ ] Akzeptanzgrenzen berücksichtigen die praktische Messfähigkeit
[ ] Die Produktionsprüfung ist mit der technischen Charakterisierung korreliert

Zusammenfassung: Messung der Kurve unter definierten Bedingungen

Die zuverlässige Antwort auf So messen Sie das Drehmoment eines Scharniers Es gilt, die gewünschte Ausgabe zu definieren, eine Halterung zu wählen, die keine unkontrollierte Belastung verursacht, und die Bedingungen zu steuern, die das Reibungsverhalten beeinflussen. Notieren Sie die Scharnidentität, den Zusammenbauzustand, die Richtung, den Winkel, die Geschwindigkeit, die Verweildauer, die Vorkonditionierung, die Temperatur, die Ausrichtung, das Messgerät, die Halterung und die Regel zur Datenverarbeitung.

Verwenden Sie für eine detaillierte Drehmoment-Winkel-Charakterisierung einen direkten Drehmomentsensor oder für geeignete Prüfungen ein Kraftmessgerät mit einem geregelten senkrechten Hebelarm. Trennen Sie das Drehmoment des Scharniers vom Betriebsdrehmoment der kompletten Baugruppe und geben Sie Anfahrdrehmoment, Laufdrehmoment, Öffnungsdrehmoment, Schließdrehmoment, Halte-Drehmoment und Abweichungen ausschließlich gemäß den schriftlichen Definitionen an.