Ein Schlagschrauber kann viele Verschraubungen schnell und zuverlässig ausführen. Trotzdem ist das erreichte Anzugsmoment nicht automatisch korrekt. Verschleiß am Gerät, ein falscher Luftdruck, eine schwache Batterie oder ungeeignete Stecknüsse können dazu führen, dass Schrauben zu locker oder zu fest angezogen werden. Besonders kritisch wird es, wenn das angezeigte oder eingestellte Drehmoment nicht mit dem tatsächlichen Wert am Schraubfall übereinstimmt.
In der Werkstatt zeigt sich das zum Beispiel durch gelöste Radschrauben, beschädigte Gewinde oder wiederkehrende Reklamationen an Bauteilen. In der Instandhaltung können unerkannte Abweichungen zu Stillständen und Folgeschäden führen. Auch in der Qualitätssicherung entstehen Probleme, wenn Prüfintervalle verschleppt werden oder die Messmittelverwaltung keine vollständigen Nachweise liefert. Eine fehlerhafte Kalibrierung betrifft deshalb nicht nur das einzelne Werkzeug. Sie kann die Sicherheit, die Prozessstabilität und die Rückverfolgbarkeit einer gesamten Fertigung beeinträchtigen.
Dieser Artikel zeigt dir, wie du Drehmomentgeräte im Zusammenhang mit Schlagschraubern sinnvoll überprüfst und kalibrieren lässt. Du erfährst, welche Unterschiede zwischen einer Funktionsprüfung, einer Vergleichsmessung und einer rückführbaren Kalibrierung bestehen. Außerdem geht es um geeignete Prüfmittel, typische Fehlerquellen, sinnvolle Prüfintervalle und die korrekte Dokumentation. So kannst du besser beurteilen, wann eine interne Kontrolle ausreicht und wann ein akkreditiertes Kalibrierlabor erforderlich ist. Der folgende Abschnitt schafft damit eine verlässliche Grundlage für sichere Verschraubungen und belastbare Prüfprotokolle.
Prüfmethoden für Drehmomentgeräte und Schlagschrauber
Bei einem Schlagschrauber reicht es nicht aus, nur die eingestellte Stufe oder den Luftdruck zu kontrollieren. Das tatsächliche Drehmoment entsteht erst im Zusammenspiel von Werkzeug, Energieversorgung, Stecknuss, Verbindung und Schraubfall. Für eine belastbare Prüfung muss deshalb festgelegt werden, ob das Werkzeug statisch, dynamisch oder direkt an einer realen Verbindung bewertet wird.
Am zuverlässigsten ist ein Drehmomentprüfstand mit kalibriertem Drehmomentaufnehmer. Dabei wird der Schlagschrauber gegen einen definierten Widerstand betrieben. Die Messung erfasst die während der Impulse auftretenden Drehmomentspitzen oder einen daraus ermittelten Prüfwert. Ein einfacher Vergleich mit einem Drehmomentschlüssel kann dagegen nur eingeschränkt aussagekräftig sein. Ein Schlagschrauber arbeitet dynamisch. Seine kurzen Impulse lassen sich nicht vollständig mit einer statischen Handmessung abbilden.
Vor jeder Prüfung solltest du die Einsatzbedingungen festlegen. Dazu gehören der Drehmomentbereich, die Drehrichtung, die Versorgung mit Druckluft oder elektrische Energie, die verwendete Stecknuss und der vorgesehene Schraubfall. Die zulässige Abweichung richtet sich nach der internen Prozessvorgabe, der Herstellerangabe und der geforderten Messunsicherheit. Eine pauschale Genauigkeit für alle Schlagschrauber gibt es nicht. Für sicherheitsrelevante Verschraubungen sollte die Messunsicherheit des Prüfmittels deutlich kleiner als die zulässige Werkzeugtoleranz sein.
| Prüfmethode | Erforderliche Hilfsmittel | Genauigkeitsanforderungen | Vor- und Nachteile |
|---|---|---|---|
| Dynamische Prüfung mit Drehmomentaufnehmer | Kalibrierter Dehnungsmessstreifen-Drehmomentaufnehmer, Prüfstand, Datenerfassung und passende Reaktionsaufnahme | Die Messunsicherheit muss zur geforderten Werkzeugtoleranz passen. Der Messbereich des Aufnehmers sollte den relevanten Arbeitsbereich abdecken. | Bildet die Impulsfolge eines Schlagschraubers praxisnah ab. Erfordert einen geeigneten Prüfstand und eine fachgerechte Auswertung der Messwerte. |
| Prüfung mit Drehmomentprüfer und Schraubfall-Simulator | Drehmomentprüfer mit elektronischem Sensor, beispielsweise ein Prüfgerät der Marke Mountz oder Norbar, sowie ein harter oder elastischer Schraubfall-Simulator | Die Genauigkeit des Prüfgeräts muss nach Herstellerangabe und Kalibrierschein bewertet werden. Harte und weiche Schraubfälle können unterschiedliche Ergebnisse erzeugen. | Schnell für wiederkehrende Kontrollen und Serienprüfungen. Das Ergebnis gilt zunächst nur für den verwendeten Simulator und nicht automatisch für jede reale Verbindung. |
| Vergleichsmessung mit kalibriertem Drehmomentschlüssel | Kalibrierter Drehmomentschlüssel, geeignete Stecknuss, definierte Verschraubung und dokumentierte Vergleichsbedingungen | Der Drehmomentschlüssel muss eine bekannte Messunsicherheit besitzen. Die Methode eignet sich eher für eine orientierende Kontrolle als für die vollständige Bewertung von Impulsdrehmomenten. | Einfach verfügbar und für eine erste Plausibilitätsprüfung geeignet. Kurze Impulse, Nachlauf und Bedienereinfluss können das Ergebnis verfälschen. |
| Prüfung mit In-Line-Drehmomentaufnehmer | Torsionswellen-Drehmomentaufnehmer oder Dehnungsmessstreifen-Aufnehmer, Messverstärker, Drehwinkelerfassung und geeignete Prüfsteuerung | Neben dem Drehmoment müssen Abtastrate und Dynamik des Messsystems zur Impulsfolge passen. Ein Kalibrierschein mit Rückführung ist für qualitätsrelevante Prüfungen erforderlich. | Ermöglicht eine detaillierte Analyse von Drehmomentverlauf und Impulsen. Der Aufbau ist kostenintensiver und verlangt geschultes Personal. |
| Kalibrierung im akkreditierten Labor | Rückführbare Referenzaufnehmer, kalibrierte Prüfstände, dokumentierte Umgebungsbedingungen und ein Labor mit Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 | Bewertet werden Messabweichung und Messunsicherheit über festgelegte Messpunkte. Die Anforderungen ergeben sich aus Prozess, Herstellerangaben und Qualitätsmanagement. | Bietet belastbare Nachweise für Audits und sicherheitsrelevante Prozesse. Transport, Ausfallzeit und Kosten müssen eingeplant werden. |
Praxisempfehlung: Nutze für die regelmäßige interne Kontrolle einen dynamischen Drehmomentprüfer mit passendem Schraubfall-Simulator. Für sicherheitsrelevante Anwendungen, unklare Messergebnisse und formale Nachweise sollte die Prüfung durch ein nach ISO/IEC 17025 akkreditiertes Labor erfolgen. Dokumentiere dabei nicht nur den Messwert, sondern auch Werkzeug, Aufsatz, Energieversorgung, Prüfmethode und Umgebungsbedingungen.
Grundlagen von Drehmoment, Messung und Kalibrierung
Was bedeutet Drehmoment?
Das Drehmoment beschreibt die Kraft, mit der eine Schraube gedreht wird. Die übliche Einheit ist Newtonmeter, abgekürzt N·m. Ein Newtonmeter entsteht, wenn eine Kraft von einem Newton an einem Hebelarm von einem Meter wirkt. Vereinfacht gesagt bedeutet ein höherer N·m-Wert eine stärkere Drehwirkung. Bei einer Verschraubung entscheidet das Drehmoment jedoch nicht allein über die Klemmkraft. Auch Reibung im Gewinde, unter dem Schraubenkopf und zwischen den Bauteilen beeinflusst das Ergebnis.
Wie wird das Drehmoment gemessen?
In Drehmomentaufnehmern wird die elastische Verformung einer Welle erfasst. Häufig kommen dafür Dehnungsmessstreifen zum Einsatz. Diese elektrischen Widerstände verändern sich geringfügig, wenn sich das Material unter Belastung verdreht. Die Elektronik wandelt diese Veränderung in einen Messwert um. Bei einem Schlagschrauber ist die Messung anspruchsvoller als bei einem normalen Drehmomentschlüssel. Das Werkzeug erzeugt kurze Kraftimpulse. Ein Prüfgerät muss diese schnellen Lastwechsel ausreichend schnell erfassen. Eine zu geringe Abtastrate kann Spitzenwerte übersehen oder den Verlauf ungenau darstellen.
Genauigkeitsklasse und Messunsicherheit
Die Genauigkeitsklasse beschreibt, wie stark ein Messgerät vom richtigen Wert abweichen darf. Eine niedrigere Fehlergrenze steht meist für ein genaueres Messmittel. Zusätzlich muss die Messunsicherheit berücksichtigt werden. Sie beschreibt, in welchem Bereich der tatsächliche Wert trotz sorgfältiger Messung liegen kann. Für die Beurteilung eines Schlagschraubers müssen Messbereich, Messpunkt und Prüfbedingungen zusammenpassen. Ein Aufnehmer für sehr hohe Drehmomente kann bei kleinen Werten eine vergleichsweise große Unsicherheit aufweisen.
Rückführbarkeit der Kalibrierung
Rückführbarkeit, auch Traceability genannt, bedeutet, dass ein Messergebnis über eine lückenlose Kette mit nationalen oder internationalen Normalen verglichen werden kann. Dazu werden Referenzgeräte regelmäßig mit übergeordneten Standards verglichen. Ein Kalibrierschein dokumentiert unter anderem Messwerte, Abweichungen, Messunsicherheit und verwendete Referenzen. Ein Labor mit Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 arbeitet nach festgelegten Anforderungen an Kompetenz und Qualität. Eine Kalibrierung stellt dabei nicht automatisch das Gerät ein. Sie zeigt zunächst, wie groß die Abweichung ist.
Einfluss von Temperatur und Vibration
Temperaturänderungen können die Eigenschaften von Aufnehmern, Elektronik und mechanischen Bauteilen verändern. Deshalb sollte das Messgerät vor der Prüfung ausreichend lange an die Umgebungstemperatur angepasst werden. Starke Vibrationen können zusätzliche Signale erzeugen oder die Messung stören. Der Prüfstand muss deshalb stabil stehen. Auch die Reaktionsaufnahme darf sich während der Messung nicht unkontrolliert bewegen.
Besonderheiten bei Lastspitzen
Schlagschrauber erzeugen keine gleichmäßige Drehbewegung. Stattdessen wirken viele kurze Impulse auf die Verbindung. Dabei können kurzzeitig hohe Lastspitzen auftreten. Je nach Messgerät wird entweder der Spitzenwert, ein gemittelter Wert oder ein definierter Auswertewert erfasst. Diese Werte sind nicht automatisch gleich. Für wiederholbare Ergebnisse müssen deshalb Impulszahl, Prüfaufbau, Stecknuss, Reaktionsarm und Auswertemethode festgelegt werden. Nur wenn die Bedingungen gleich bleiben, lassen sich Messungen zuverlässig miteinander vergleichen.
Pflege und Wartung von Drehmomentgeräten
Trocken und geschützt lagern
Bewahre Drehmomentaufnehmer, Prüfgeräte und Drehmomentschlüssel trocken, sauber und vor starken Temperaturschwankungen geschützt auf. Schlagschrauber gehören nach dem Einsatz nicht einfach auf die Werkbank, sondern in einen geeigneten Koffer oder an einen festen, vor Stößen geschützten Platz.
Reinigung und Schmierung einplanen
Entferne Metallspäne, Staub und Ölreste regelmäßig mit einem fusselfreien Tuch. Druckluftwerkzeuge benötigen die vom Hersteller vorgesehene Schmierung, während elektrische Geräte nicht mit Öl oder Reinigungsmittel in Gehäuse, Sensoranschlüsse oder Schalter gelangen dürfen.
Belastungsspitzen vermeiden
Verwende nur passende Stecknüsse und Zubehörteile, die für den Einsatz mit Schlagschraubern freigegeben sind. Vermeide Verlängerungen, Adapter oder beschädigte Aufnahmen, wenn sie die Kraftübertragung verändern oder zusätzliche Stöße in den Messaufnehmer einleiten können.
Funktionsprüfung vor dem Einsatz
Prüfe vor jeder Messreihe Kabel, Steckverbindungen, Anzeige, Akku oder Druckluftversorgung und die mechanische Aufnahme. Ein kurzer Vergleich mit einem bekannten Referenzwert kann Abweichungen früh sichtbar machen, ersetzt bei qualitätsrelevanten Anwendungen jedoch keine regelmäßige Kalibrierung.
Kalibrierunterlagen sicher aufbewahren
Speichere Kalibrierzertifikate, Prüfprotokolle und Reparaturnachweise eindeutig zusammen mit der Inventarnummer des Geräts. Vor der Umstellung auf eine lose Ablage fehlen oft wichtige Angaben zu Messunsicherheit und Fälligkeit. Eine digitale, gesicherte Dokumentation erleichtert nach der Prüfung die Rückverfolgbarkeit und die Vorbereitung auf Audits.
Fehleranalyse bei Prüfung und Kalibrierung
Zeigt ein Drehmomentgerät unplausible Werte oder schwanken die Messergebnisse stark, solltest du nicht sofort die Kalibrierung verwerfen. Prüfe zuerst den gesamten Aufbau. Schlagschrauber reagieren empfindlich auf Druckluft, Akkuzustand, Stecknüsse, Reaktionskräfte und die gewählte Auswertemethode.
| Problem | Vermutete Ursache | Konkrete Lösungsschritte |
|---|---|---|
| Die Messwerte schwanken stark zwischen mehreren Prüfungen. | Unterschiedliche Impulsdauer, wechselnder Schraubfall, lose Reaktionsaufnahme oder instabile Energieversorgung. | Prüfe den Schlagschrauber mehrfach unter identischen Bedingungen. Halte Stecknuss, Prüfadapter, Druckluftdruck oder Akkuladung konstant. Kontrolliere anschließend alle Befestigungen am Prüfstand. |
| Das angezeigte Drehmoment liegt dauerhaft über oder unter dem Sollwert. | Verstellte Werkzeugstufe, verschlissener Antrieb, falscher Messbereich oder nicht passende Kalibrierkorrektur. | Vergleiche die Geräteeinstellung mit der Prüfvorlage. Wiederhole die Messung an mehreren Punkten des Arbeitsbereichs. Bleibt die Abweichung bestehen, nimm das Gerät aus dem Prozess und veranlasse eine fachgerechte Kalibrierung oder Reparatur. |
| Der Prüfstand erfasst keine Lastspitzen oder zeigt verzögerte Werte. | Zu geringe Abtastrate, ungeeignete Messwertfilterung oder ein Aufnehmer, der für dynamische Impulse nicht ausgelegt ist. | Prüfe Abtastrate, Filtereinstellungen und Messbereich des Systems. Vergleiche die Anzeige mit dem vom Hersteller vorgesehenen Auswerteverfahren. Verwende bei Bedarf einen dynamischen Drehmomentaufnehmer für Impulswerkzeuge. |
| Die Messwerte verändern sich nach längerer Betriebszeit. | Erwärmung von Motor, Aufnehmer oder Elektronik, verschmutzte Mechanik oder veränderte Druckluftbedingungen. | Lass das Messsystem vor der Prüfung auf Umgebungstemperatur kommen. Wiederhole die Messung nach einer definierten Abkühlzeit. Reinige das Gerät nach Herstellervorgabe und kontrolliere Druck, Filter und Leitungen. |
| Die Dokumentation ist unvollständig oder das Kalibrierintervall nicht nachvollziehbar. | Fehlende Inventarnummer, getrennte Ablage von Zertifikaten oder nicht festgelegte Verantwortlichkeit. | Ordne jedes Zertifikat eindeutig dem Gerät zu. Erfasse Kalibrierdatum, Fälligkeit, Messbereich, Messunsicherheit und Prüfergebnis. Sperre Geräte mit abgelaufenem Nachweis bis zur erneuten Prüfung. |
Praxisempfehlung: Beginne die Fehlersuche immer mit den leicht prüfbaren Einflussgrößen wie Energieversorgung, Stecknuss, Befestigung und Prüfbedingungen. Erst wenn diese Punkte ausgeschlossen sind, solltest du einen Defekt oder eine fehlerhafte Kalibrierung annehmen.
Gesetzliche Vorgaben und relevante Normen
Für Drehmomentgeräte und Schlagschrauber gibt es in Deutschland meist kein einzelnes Gesetz, das ein einheitliches Kalibrierintervall für jedes Werkzeug vorgibt. Entscheidend sind der Verwendungszweck, die Gefährdungsbeurteilung, die Herstellerangaben und die Qualitätsanforderungen des Betriebs. Bei sicherheitsrelevanten Verschraubungen gelten deshalb strengere Maßstäbe als bei einfachen Montagearbeiten ohne besondere Gefährdung.
Betriebssicherheit und Gefährdungsbeurteilung
Die Betriebssicherheitsverordnung verlangt, dass Arbeitsmittel sicher bereitgestellt und verwendet werden. Der Arbeitgeber muss Risiken beurteilen und geeignete Prüfungen festlegen. Für einen Schlagschrauber können dabei unter anderem Rückschlag, Lärm, Vibration, Druckluft, elektrische Energie und fehlerhafte Verschraubungen eine Rolle spielen. In der Praxis sollte die Gefährdungsbeurteilung festlegen, welches Gerät geprüft wird, welche Messpunkte gelten und wann eine erneute Prüfung erforderlich ist.
Bei elektrischen Schlagschraubern sind zusätzlich die Anforderungen an die Prüfung elektrischer Arbeitsmittel zu beachten. Je nach Einsatzbedingungen können Prüfungen nach DGUV Vorschrift 3 und den dazugehörigen elektrotechnischen Regeln erforderlich sein. Diese Prüfung ersetzt jedoch nicht die Drehmomentprüfung. Beide Nachweise behandeln unterschiedliche Sicherheitsaspekte.
Normen für Messung und Kalibrierung
Für handbetätigte Drehmomentwerkzeuge ist die Normenreihe DIN EN ISO 6789 relevant. Sie beschreibt unter anderem Anforderungen an Prüfverfahren, Messunsicherheit und Kalibrierung. Bei Schlagschraubern muss zusätzlich ein dynamischer Prüfaufbau verwendet werden, der die Impulsbelastung des Werkzeugs berücksichtigt. Je nach Prozess können außerdem technische Richtlinien wie VDI/VDE 2645 für die Prüfung von Schraubsystemen herangezogen werden. Die passende Norm oder Richtlinie sollte im Qualitätsmanagement eindeutig festgelegt sein.
Rückführbarkeit und akkreditierte Labore
Für qualitätskritische Messungen sollten die verwendeten Referenzmittel rückführbar kalibriert sein. Das bedeutet, dass die Messwerte über dokumentierte Vergleichsstufen auf nationale oder internationale Normale zurückgeführt werden können. Ein Labor mit Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 weist seine fachliche Kompetenz und geeignete Verfahren nach. Achte beim Kalibrierschein darauf, dass Gerät, Messbereich, Messpunkte, Abweichungen, Messunsicherheit und verwendete Referenz eindeutig genannt sind.
Intervalle und Dokumentationspflichten
Ein pauschales jährliches Intervall ist nicht immer vorgeschrieben. Das Intervall sollte sich aus Herstellerangaben, Nutzungshäufigkeit, Belastung, bisherigen Messergebnissen und den Folgen einer fehlerhaften Verschraubung ergeben. Nach einem Sturz, einer Reparatur, einer Überlastung oder auffälligen Messwerten ist eine zusätzliche Prüfung sinnvoll. Dokumentiere Inventarnummer, Prüfdatum, Fälligkeit, Prüfergebnis und Freigabestatus. Ein Gerät mit abgelaufenem Nachweis sollte bis zur Prüfung gesperrt werden.
Haftung und praktische Umsetzung
Fehlerhafte Drehmomentwerte können zu Sachschäden, Rückrufen, Verletzungen und arbeitsrechtlichen Konsequenzen führen. Nach einem Schaden müssen Unternehmen nachweisen können, dass sie geeignete Arbeitsmittel eingesetzt, Mitarbeitende unterwiesen und Prüfungen nachvollziehbar organisiert haben. Ein einfaches Beispiel ist die digitale Geräteakte mit Kalibrierzertifikat, Prüfprotokoll und Reparaturhistorie. Zusätzlich sollte auf jedem Gerät der nächste Prüftermin sichtbar sein. So lassen sich Anforderungen aus Arbeitsschutz, Qualitätssicherung und möglicher Produkthaftung im täglichen Betrieb besser erfüllen.
Häufige Fragen zur Kalibrierung von Drehmomentgeräten
Wie oft muss ein Drehmomentgerät für Schlagschrauber kalibriert werden?
Ein festes Intervall gilt nicht für jedes Gerät und jeden Einsatz. Berücksichtige Herstellerangaben, Nutzungshäufigkeit, Belastung und die Folgen einer möglichen Fehlmessung. In vielen Betrieben erfolgt eine jährliche Kalibrierung, bei hoher Nutzung oder sicherheitsrelevanten Verschraubungen kann ein kürzeres Intervall sinnvoll sein. Nach einem Sturz, einer Überlastung, einer Reparatur oder auffälligen Messwerten sollte das Gerät zusätzlich geprüft werden.
Kann man einen Schlagschrauber mit einem normalen Drehmomentmesser prüfen?
Das ist nur möglich, wenn der Drehmomentmesser für dynamische Impulse geeignet ist. Ein Gerät, das ausschließlich für langsame oder statische Messungen ausgelegt ist, kann Lastspitzen eines Schlagschraubers übersehen. Verwende deshalb einen dynamischen Drehmomentaufnehmer oder einen Drehmomentprüfer mit passendem Schraubfall-Simulator. Für eine erste Plausibilitätskontrolle kann ein kalibrierter Drehmomentschlüssel hilfreich sein, er ersetzt jedoch keine dynamische Prüfung.
Welche Genauigkeit ist bei der Prüfung erforderlich?
Die erforderliche Genauigkeit hängt vom Prozess, der Herstellerangabe und der Bedeutung der Verschraubung ab. Die Messunsicherheit des Prüfmittels sollte deutlich kleiner sein als die zulässige Abweichung des Schlagschraubers. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen müssen die Vorgaben aus dem Qualitätsmanagement und der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden. Lass dir im Kalibrierschein Messabweichung und Messunsicherheit für die relevanten Messpunkte ausweisen.
Was ist bei der Messung von Stoßmomenten zu beachten?
Schlagschrauber erzeugen kurze Impulse und kein gleichmäßiges Drehmoment. Der Prüfaufbau muss deshalb eine ausreichende Abtastrate und eine passende Auswertung für Lastspitzen besitzen. Halte Druckluftdruck oder Akkuzustand, Stecknuss, Reaktionsaufnahme, Schraubfall und Bedienung konstant. Nur unter vergleichbaren Bedingungen lassen sich die Ergebnisse zuverlässig bewerten.
Wann ist ein akkreditiertes Kalibrierlabor erforderlich?
Ein akkreditiertes Labor ist besonders dann sinnvoll, wenn ein formaler Nachweis, eine hohe Messsicherheit oder eine rückführbare Kalibrierung gefordert ist. Achte auf eine Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 und auf einen vollständigen Kalibrierschein. Dieser sollte unter anderem Gerät, Messbereich, Messpunkte, Abweichungen und Messunsicherheit nennen. Für einfache interne Funktionskontrollen kann eine geeignete eigene Prüfeinrichtung ausreichen, sofern sie dokumentiert und regelmäßig überprüft wird.
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