ISO 7500-1, ASTM E4 Kalibrierung Kraftaufnehmer
Die Normen ASTM E4, ISO 7500-1 beschreiben die Rahmenbedingungen, Anforderungen und Überprüfung der Kraftaufnehmer Kalibrierung von statischen, einachsigen Prüfmaschinen. Sie werden angewendet zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Kalibrierung und haben eine hohe Relevanz in zahlreichen Branchen und für unterschiedlichste Anwendungen. Die Normen stellen eine wichtige Grundlage für sichere Prüfergebnisse dar.
Prüfmaschinen Inspektion Kraftaufnehmer Kalibrierung Intervall Kalibrierung Anforderung Dokumentation ASTM E4 Anforderungen & Auswertung Zusatzprüfungen DIN EN ISO 7500-1 FAQ ISO 755-1 / ASTM E4
Allgemeine Inspektion der Prüfmaschine
Ein wesentlicher Teil der Norm beschreibt die allgemeine Inspektionstätigkeiten an der Prüfmaschine: Demnach sind Kalibrierungen an Materialprüfmaschinen nur dann durchzuführen, wenn sich die Materialprüfmaschinen in einwandfreien Zustand befinden. Um dies zu gewährleisten, geht der Kalibrierung üblicherweise eine regelmäßig durchzuführende Instandhaltung nach Inspektionsplan voraus. Diese wird im Anhang A der Norm DIN EN ISO 7500-1 näher beschrieben.
Die allgemeine Untersuchung umfasst unter anderem folgende Punkte:
- Eine Sichtprüfung der Aufstellung und des Allgemeinzustands der Materialprüfmaschine
- Eine Überprüfung des Aufbaus und des Traversenantriebs der Materialprüfmaschine
- Eine Überprüfung des Ist-Zustands und Justage
Kalibrierung des Kraftaufnehmers der Prüfmaschine
Besitzt die zu kalibrierende Prüfmaschine mehrere Kraftaufnehmer (Kraftmesseinrichtung), so ist jeder Kraftaufnehmer einzeln, wie eine separate Prüfmaschine, zu behandeln. Die Kraftaufnehmer Kalibrierung ist zudem in allen zu benutzenden Messbereichen separat durchzuführen.
Folgende wesentliche Punkte sind im Rahmen der Kalibrierung der Kraftaufnehmer beschrieben oder festgelegt:
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Überprüfung und Ermittlung der relativen Auflösung
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Einbau der Kraftaufnehmer/Kraftmessgeräte: Gemäß den Ausführungen der ISO 7500-1 muss das Kraftmessgerät ordnungsgemäß in die Prüfmaschine eingebaut und ausgerichtet werden, damit eine axiale Beanspruchung des Geräts sichergestellt wird und Biegeeinflüsse minimiert werden.
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Temperaturausgleich: Die Umgebungstemperatur, deren Wert in das Prüfprotokoll einzutragen ist, muss zwischen 10°C und 35°C liegen. Zudem muss die Temperatur des Kraftaufnehmer innerhalb jeder Kalibrierreihe konstant sein und sich nicht mehr als 2° Celsius ändern.
- Vorbelastung von Prüfmaschine und Kraftaufnehmer: Bevor die Kalibrierung durchgeführt wird, ist die Prüfanordnung mindestens dreimal mit der zu messenden Höchstkraft nach jeweiliger Zwischenentlastung zu beanspruchen.
- Aufbringen der Prüfkräfte:
- Die Mindestanforderungen für die normgerechte Kraftkalibrierung gemäß ISO 7500-1 umfasst 5 Messpunkte im Bereich von 20 bis 100% des kalibrierten Kraftanzeigebereiches. Entscheidend hierbei ist es zu beachten, dass die Messpunkte möglichst gleichmäßig verteilt sind.
- ZwickRoell kalibriert bis zu 9 weitere normativ empfohlenen Kraftstufen und weist diese auch im Kalibrierschein aus: 10, 7, 4, 2, 1, 0.7, 0.4, 0.2 sowie 0.1%. Durch die Kalibrierung des gesamten Messbereichs mit bis zu 14 Messpunkten wird der Einsatzbereich des Kraftaufnehmers und die Sicherheit der Prüfergebnisse deutlich erhöht.
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Bestimmung der Kenngrößen q, b und u und Beurteilung Kraftanzeigeeinrichtung: Normativ vorgeben ist zudem die Ermittlung bzw. Berechnung der Kennwerte „Relative Anzeigeabweichung q“, „Relativen Umkehrspanne v“ sowie „Relative Wiederholpräzision b“. Auf Basis dieser Kenngrößen erfolgt eine Klassifizierung der Kraftmesseinrichtung. In dieser Klasseneinteilung wird unter anderem auch die Messunsicherheit nach DIN EN ISO 7500-1 Beiblatt 4 berücksichtigt.
Wie oft muss eine Prüfmaschine kalibriert werden?
In der Norm ISO 7500-1 ist ein Abstand von nicht mehr als 12 Monate als Empfehlung beschrieben, sofern aufgrund maschinenspezifischer Faktoren anderweitig nichts festgelegt wird. Eine Prüfmaschine ist jedoch zwingend dann zu kalibrieren, wenn sich der Aufstellungsort ändert, beispielsweise bei Maschinenumzug.
Anforderungen an die Dokumentation der Kalibrierung
Die Dokumentation erfolgt mittels eines sogenannten Kalibrierscheins. Dieser hat die Aufgabe, die ordnungsgemäße Durchführung der Überprüfung und Kalibrierung zu dokumentieren.
Die ISO 7500-1 nennt hierzu einige Mindestanforderungen an die allgemeinen Angaben, die zwingend im Kalibrierschein aufzuführen sind.
Dies sind unter anderen:
- Ein Verweis auf die zugrundeliegende Norm
- Die exakte Kennzeichnung der Prüfmaschine und sofern verfügbar des Kraftanzeigegeräts (bspw. anhand der Hersteller- und Typenbezeichnung und der Seriennummer)
- Die Nennung des Aufstellungsort und der Kalibriertemperatur
- Die Angabe über das Datum der Kalibrierung und der Name bzw. das Zeichen der durchführenden Stelle
ASTM E4: Besondere Anforderungen und zusätzliche Auswertungen
Grundsätzlich entsprechen die Anforderungen an die relative Auflösung und relative Anzeigeabweichung der ASTM E 4 den Anforderungen der Klasse 1 nach DIN EN ISO 7500-1 bzw. -2.
Umkehrspanne: die Umkehrspanne wird nach ASTM E4 nicht berücksichtigt. Das bedeutet, dass die Kalibrierung nach ASTM E4 erfüllt sein kann, obwohl die nach ISO 7500-1 bzw. -2 die Klasse 1 (oder besser) nicht erreicht wurde.
Zusatzprüfungen gemäß Beiblätter 1 bis 3 zur DIN EN ISO 7500-1
Je nach Maschinentyp ergeben sich aus den Beiblättern 1 bis 3 zur DIN EN ISO 7500-1 zusätzliche Überprüfungen
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Häufig gestellte Fragen rund um die Normen ISO 7500-1 / ASTM E4
In der Norm ASTM E4 und ISO 7500-1 ist ein Abstand von nicht mehr als 12 Monate als Empfehlung beschrieben, sofern aufgrund maschinenspezifischer Faktoren anderweitig nichts festgelegt wird. Eine Prüfmaschine ist jedoch zwingend dann zu kalibrieren, wenn sich der Aufstellungsort ändert, beispielweise bei Verlagerungen.
Die Mindestanforderungen für normgerechte Kraftkalibrierung gemäß ISO 7500-1 umfasst die folgenden 5 Messpunkte: 20, 40, 60, 80 und 100%. ZwickRoell kalibriert bis zu 9 weitere normativ empfohlenen Stufen: 10, 7, 4, 2, 1, 0.7, 0.4, 0.2 sowie 0.1%.*
* Üblich für ZwickRoell Kraftaufnehmern des Typs Xforce High Precision+ ist der Bereich ab 0.1/ 0.2% der Nennkraft; für die anderen Kraftaufnehmer-Typen ab 0.4%. Servohydraulische Material-Prüfmaschinen kalibriert ZwickRoell bereits ab 1%.
Die Norm 7500-1 legt im Allgemeinen die Kalibrierung und Überprüfung von Zug- und Druckprüfmaschinen fest.
American Society for Testing and Materials