Rückführbare Kalibrierungen – vom Warenhersteller bis zum Staatsinstitut – bilden einen Grundpfeiler des internationalen Warenhandels. Der Grund dafür lässt sich rasch herleiten: Sind Messgeräte ungenau, kann das die Qualität von Produkten und Prozessen drastisch vermindern. Die möglichen Folgen sind Ausschuss, Unterbrechungen der Produktion, unnötige Kosten; schlimmstenfalls rollen Rückrufe oder gar Ersatzansprüche auf ein Unternehmen zu. Daraus folgt: Regelmäßiges Kalibrieren bringt Sicherheit.
Als Hersteller von hochpräziser Messtechnik hat sich GTM längst einen Namen gemacht und gilt auch international als führender Anbieter. Zu den vielfältigen Produkten zählen darüber hinaus umfassende Dienstleistungen im Bereich der Kalibrierung zum Portfolio der GTM-Experten. Die erste akkreditierte Messeinrichtung bei GTM, die Messeinrichtung für Kraftaufnehmer bis 100 kN, nahm 1993 den Betrieb auf und legte den Grundstein für das heutige Kalibrierlaboratorium.
Über die Jahre ist das Labor sowohl aus eigenem Forschungsinteresse als auch aufgrund von zunehmenden Anforderungen aus der Industrie stetig ausgebaut und erweitert worden, neben Messeinrichtungen zur Kalibrierung für Kraftaufnehmer zählen inzwischen auch Messeinrichtungen für Drehmomentaufnehmer, DMS-Messverstärker sowie Mehrkomponentenaufnehmer dazu. Die Messunsicherheit ist so gering, dass viele Staatsinstitute von GTM entwickelte und hergestellte Messeinrichtungen besitzen; in einigen Ländern setzen GTM-Systeme, wie sie auch im eigenen Labor eingesetzt werden, sogar den Standard.
Genauigkeit: mehr als eine Pflichtübung
Kalibrieren und Dienstleistungen, die damit in Verbindung stehen, lassen sich heute in nahezu allen Bereichen des alltäglichen Lebens finden – nicht nur in der industriellen Produktion, weiß Torsten Hahn, Stellvertretender Kalibrierlaborleiter bei GTM: „Für quasi-behördliche Stellen wie TÜV oder DEKRA ist das regelmäßige und akkreditierte Kalibrieren ihrer eigenen Mess- und Prüfmittel Pflicht; ebenso inzwischen für die Automobilhersteller, hier vor allem durch die Industrienorm IATF 16949. Auch Werkstoffprüfmaschinen müssen auf Basis der DIN EN ISO 7500 regelmäßig kalibriert werden. In anderen Branchen ist das Kalibrieren als Teil der Qualitätskontrolle, Werkstoffprüfung und Dokumentation ebenfalls nicht mehr wegzudenken.
Was dabei das jeweilige Maß der Dinge ist, legt in der Regel der Staat fest. In Deutschland übernimmt die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) diese Aufgabe, und die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) erteilt als vom Staat beauftragte Organisation die Akkreditierungen. Damit sind PTB und DAkkS zentrale Bausteine der Qualitätsinfrastruktur in Deutschland. Interessant zu wissen: Die PTB verwendet selbst Messeinrichtungen von GTM.
Kalibrier-Services im Überblick
Mit einem Anteil von 75 bis 80 Prozent bilden Dienstleistungen zur Kalibrierung von Kraftaufnehmer das Gros der Kundenaufträge bei GTM. Das Kalibrierlaboratorium, das in diesem Jahr erneut durch die DAkkS die Re-Akkreditierung erhalten hat, betreibt allein fünf Messeinrichtungen für diesen Bereich, mit dem Zug- und Druckkräfte gemessen werden. „In seltenen Fällen kommt es auch zu Kalibrierungen direkt beim Kunden vor Ort, da die dortigen Messeinrichtungen zu groß zum Versenden nach Bickenbach sind“, erläutert Torsten Hahn.
Als einer der wenigen Dienstleister in Deutschland bietet GTM auch die Kalibrierung von Spannungsverhältnissen an. Damit werden sogenannte DMS-Messverstärker kalibriert, die unverzichtbarer Teil einer Messkette sind. Das Kalibrierverfahren für DMS-Aufnehmer setzt voraus, dass immer die gesamte Messkette zusammen kalibriert werden muss – Aufnehmer, Verstärker und Anzeige oder vergleichbare Messverstärker, die zur Austauschbarkeit eine eigene Kalibrierung erhalten. Torsten Hahn: „Die Kalibrierung von Messverstärkern als solche ist nicht komplex, doch gibt es neben uns nur wenige Hersteller, die über die dazu erforderlichen Referenzgeräte verfügen. Zu unseren Kunden zählen hier vor allem Prüfstandbetreiber, Kalibrierlabore oder die Automobilindustrie.“
Um Drehmomentaufnehmer, Drehmomentmesswellen und auch Drehmoment-Transferschlüssel zu kalibrieren, bietet GTM zwei akkreditierte Messverfahren an: eine ohne und die andere mit Querkrafteinleitung. Letztere spielt beim Kalibrieren von Drehmoment-Transferschlüsseln eine Rolle. Die Bandbreite beim Kalibrieren reicht in beliebigen Laststufen ohne Querkraft von 5 bis 5.000 N·m, mit Querkraft von 200 bis 2.000 N·m, mit Rechts-/Linksdrehmoment als Messgröße.
Großes Potenzial: Kalibrieren von Mehrkomponentenaufnehmern
Eine vergleichsweise junge Disziplin ist das Kalibrieren von Mehrkomponentenaufnehmern (MKA), die vor allem im Bereich Automotive eingesetzt werden, etwa bei Fahrwerks- und Reifenprüfständen. Verwendung finden sie darüber hinaus in der Robotik, der Luft- und Raum-fahrt oder im Bau von Schienenfahrzeugen. Sie messen mehrere Kräfte und Momente entlang verschiedener Vektorachsen gleichzeitig, entsprechend ist die Kalibrierung überaus komplex und anspruchsvoll. „Wir beschäftigen uns seit etwa 15 Jahren mit diesem Thema und sind ebenso lang in diesem Bereich akkreditiert“, so Torsten Hahn. „Während einige Branchen die Bedeutung schon lange kennen, sieht man derzeit, dass weitere erst langsam feststellen, welche Bedeutung Mehrkomponentenmesstechnik für sie hat. Teilweise läuft da noch immer die Findungsphase. Tatsächlich erwarten wir vor allem hier in der Zukunft eine positive Entwicklung.“
Seit 2005 bietet GTM die Möglichkeit, Mehrkomponenten-Sensoren nach einem akkreditierten Messverfahren zu kalibrieren: Ein Wissensvorsprung, den in dieser Tiefe kaum ein anderer Dienstleister besitzt. Im Zuge der letzten Re-Akkreditierung ist im April 2022 eine weitere, neu entwickelte MK-Messeinrichtung zum Serviceangebot hinzugekommen, mit der GTM seine führende Position ein ganzes Stück weiter ausbauen dürfte.
Torsten Hahn erläutert das Bahnbrechende: „Üblicherweise werden MKA-Kalibrierungen für jede Komponente separat durchgeführt, also einaxial. Bereits vor einigen Jahren haben wir zusätzlich zum „einfachen“ Verfahren ein weiteres, umfangreicheres Verfahren entwickelt und akkreditieren lassen, das zunächst einaxiale Messungen durchführt und am Schluss zur Validierung der Daten eine gemischte Belastung entlang aller drei Bewegungsachsen durchführt. Inzwischen ist es uns gelungen, die Messung vollautomatisch durchzuführen – ein weltweites Novum! Damit nicht genug, kann die neue Messeinrichtung den Vektor der Schwerkraft gut abbilden, dies sogar in allen Achsen.“
Die größten Vorteile zur Mehrkomponenten-Bezugsnormalmesseinrichtung sind die große Zeitersparnis durch die Automatisierung sowie der wesentlich größere Informationsgehalt über das Verhalten des kalibrierten Gegenstands, der durch das umfangreiche Verfahren gewonnen wird, so Torsten Hahn. Der Service ist als Werkskalibrierung und auch als DAkkS Kalibrierung verfügbar.
