Drehmomentschlüssel kalibrieren nach ISO 6789: Prüfintervall, Toleranzen und Nachweise

Was ISO 6789 regelt

ISO 6789 ist die internationale Norm für handbetätigte Drehmoment-Werkzeuge, also Drehmomentschlüssel und Drehmomentschraubendreher, mit denen Schrauben und Muttern mit einem festgelegten Drehmoment angezogen werden. 2017 wurde die eine Ausgabe von 2003 durch zwei Teile ersetzt. Beide sind Erstausgaben und erschienen im Februar 2017.

ISO 6789-1:2017 richtet sich an Konstrukteure und Hersteller. Dieser Teil legt die Typen und Klassen fest, die höchstzulässige Abweichung für jede Klasse, die Konformitätsprüfungen des Herstellers und die Konformitätserklärung, die einem neuen Werkzeug beiliegt. Kalibrierscheine behandelt er nicht.

ISO 6789-2:2017 behandelt die Kalibrierung. Dieser Teil legt das Kalibrierverfahren fest, die Ermittlung der Messunsicherheit jeder Kalibrierung und die Anforderungen an das Drehmomentmessgerät, auf dem die Kalibrierung beruht. Anhang C nennt Mindestanforderungen an die Kalibrierung dieses Messgeräts, wenn kein rückführbarer Kalibrierschein seine Unsicherheit bereits angibt.

ISO überarbeitet derzeit beide Teile. Bis eine neue Ausgabe erscheint, gelten die Ausgaben von 2017. Wenn ein Kunde oder ein Vertrag ISO 6789 nennt, klären Sie, welche Ausgabe gemeint ist.

Typen und Klassen von Drehmoment-Werkzeugen

ISO 6789-1 teilt handbetätigte Drehmoment-Werkzeuge in zwei Typen ein. Ein Werkzeug vom Typ I zeigt das Drehmoment auf einer Skala, einem Zifferblatt oder einem Display an. Ein Werkzeug vom Typ II wird vorab auf einen Wert eingestellt. Ist dieser Wert erreicht, gibt es ein fühlbares Signal, bei dem das Drehmoment kurz nachlässt, oft mit einem Klick. Jeder Typ ist nach Bauart in Klassen unterteilt.

Zulässige Abweichung nach Typ und Klasse

Die höchstzulässige Abweichung ist die größte relative Abweichung, die ein Ergebnis zeigen darf, in Prozent des Sollwerts am Werkzeug (ISO 6789-1, 3.1.4). Sie hängt vom Typ ab, von der Klasse und davon, ob das Höchstdrehmoment des Werkzeugs über 10 N·m liegt.

• Jedes Ergebnis muss für sich allein innerhalb der Grenze liegen. Ein Schlüssel mit einem Messwert außerhalb davon fällt durch, auch wenn der Mittelwert innerhalb liegt.
• Gibt der Hersteller eine engere Grenze an, gilt die engere Grenze.
• Ein Werkzeug, das in beide Richtungen arbeitet, muss die Grenze in jeder vom Hersteller angegebenen Richtung einhalten.
• Teil 1 beurteilt die Konformität, ohne die Unsicherheit des Werkzeugs oder des Drehmomentmessgeräts zu berücksichtigen (5.1.5).

• Kostenloses Kalibrierprotokoll für Drehmomentschlüssel (Excel) mit diesen Grenzen

Was eine Kalibrierung prüft

ISO 6789-2 kalibriert nach dem Messverfahren aus ISO 6789-1, Abschnitt 6, und ersetzt die dortige Anforderung an das Drehmomentmessgerät durch eine eigene (4.2 und 4.3). Der Schlüssel wird in eine Kalibriereinrichtung eingespannt und über den Griff belastet. Den Referenzwert liefert das Messgerät, entweder mechanisch oder als elektronischer Drehmomentaufnehmer mit Anzeige.

Gemessen wird bei Sollwerten über den Bereich des Werkzeugs. Bei Typ I, Klassen A, B und D, und Typ II, Klassen A, D und G, reicht der Bereich vom kleinsten Skalenwert bis zum Höchstwert (ISO 6789-1, 5.1.3). Bei den übrigen Klassen gilt der Bereich oder Wert, den der Hersteller angibt. Kalibrierlabore prüfen Werkzeuge des Typs I und des Typs II, Klassen A, D und G, üblicherweise bei drei Sollwerten: beim kleinsten Wert des Bereichs, bei 60 % und bei 100 % des Höchstwerts. Ein fest eingestelltes auslösendes Werkzeug wird bei seinem eingestellten Wert geprüft, ein einstellbares ohne Skala beim kleinsten angegebenen oder voreingestellten Wert.

Die Rechenbeispiele in Teil 2 verwenden fünf Messwerte je Sollwert für anzeigende Werkzeuge und für auslösende Werkzeuge mit Skala, und zehn Messwerte für fest eingestellte und einstellbare auslösende Werkzeuge ohne Skala (5.2). Jeder Messwert wird für sich beurteilt.

Wie das Drehmoment aufgebracht wird, ist wichtig. Teil 1 regelt die Belastungsgeschwindigkeit über die Zeit, in der die letzten 20 % des Drehmoments aufgebracht werden, und die Ausgabe von 2017 betont, dass Störkräfte wie Querkräfte und Biegung zu vermeiden sind. Bei manchen Bauarten hängt der Messwert auch davon ab, wo am Griff die Last angreift. Teil 1 verlangt von Herstellern, die Wirkung geometrischer Änderungen wie Knickköpfe und Verlängerungen zu prüfen und den Anwendern mitzuteilen (5.1.8).

Teil 2 macht aus diesen Einflüssen Beiträge zur Messunsicherheit. Dazu gehören die Wiederholbarkeit des Werkzeugs, die Streuung durch den Kraftangriffspunkt sowie die Geometrie des Abtriebs und seiner Schnittstelle zur Kalibriereinrichtung. Bei Typ I und bei Typ II, Klassen A, D und G, kommen die Reproduzierbarkeit und die Auflösung der Skala oder Anzeige hinzu. Das Messgerät trägt seine eigene Unsicherheit bei, und die erweiterte Messunsicherheit verwendet einen Erweiterungsfaktor von k = 2 für ein Vertrauensniveau von rund 95 %.

Für das Messgerät gelten eigene Grenzen. An jedem Sollwert darf sein relatives Messunsicherheitsintervall höchstens ein Viertel des für das Werkzeug erwarteten Intervalls betragen. Es braucht einen gültigen Kalibrierschein von einem Labor, das ISO/IEC 17025 erfüllt, oder von einem Labor, das das nationale Normal bewahrt. Ohne eigene Verfahrensanweisung wird es spätestens alle 24 Monate neu kalibriert, außerdem nach einer Überlastung von mehr als 20 % des oberen Bereichsendes, nach einer Reparatur oder nach unsachgemäßer Verwendung (4.3).

• So erstellen Sie ein Messunsicherheitsbudget
• Rechner für TUR und TAR

Was in den Nachweis und den Kalibrierschein gehört

Ob ein Schlüssel intern geprüft oder von einem Labor kalibriert wird: Der Nachweis sollte einem Dritten zeigen, was gemacht wurde, und ihn zur selben Entscheidung führen. Halten Sie zu jeder Kalibrierung diese Angaben fest.

• Kennung, Seriennummer, Typ, Klasse und Bereich des Schlüssels sowie die Richtungen, in denen er arbeitet.
• Die angewendete Grenze: der Wert aus ISO 6789-1 für Typ und Klasse oder die engere Angabe des Herstellers.
• Das verwendete Messgerät mit seiner Kennung und der Fälligkeit seiner Kalibrierung.
• Jeden Sollwert und jeden Messwert mit seiner Abweichung und seinem Ergebnis, bestanden oder nicht bestanden.
• Die Messwerte vor der Justierung und, falls der Schlüssel justiert oder repariert wurde, die Messwerte nach der Justierung.
• Das Datum, wer die Arbeit ausgeführt hat, das nächste Fälligkeitsdatum und, wenn Sie Lastwechsel zählen, den Zählerstand bei der Kalibrierung.

• Kostenloses Kalibrierprotokoll für Drehmomentschlüssel (Excel)
• Anforderungen an den Kalibrierschein
• Vorlage für das Kalibrierprotokoll

Der Kalibrierschein nach ISO 6789-2

Ein Kalibrierschein nach ISO 6789-2 stammt von einem Kalibrierlabor, oft von einem, das nach ISO/IEC 17025 für Drehmoment akkreditiert ist. Teil 2 bestimmt das Kalibrierergebnis an jedem Kalibrierdrehmoment als relatives Messunsicherheitsintervall des Werkzeugs, ermittelt aus einem Messunsicherheitsbudget (Abschnitt 7), und legt fest, was im Kalibrierschein steht (Abschnitt 8).

Teil 2 sieht dieses Budget für jedes einzelne Werkzeug vor. Die Typ-B-Anteile dürfen stattdessen aus Daten von mindestens 10 Werkzeugen desselben Modells stammen, sofern die Werte systematisch überprüft werden (6.1). Der Kalibrierschein eines akkreditierten Labors enthält außerdem die allgemeinen Angaben, die ISO/IEC 17025 in Abschnitt 7.8 verlangt.

Wie oft ein Drehmomentschlüssel kalibriert werden muss

ISO 6789-2, Abschnitt 4.1, geht von Ihrer eigenen Verfahrensanweisung aus. Wenn Sie Prüfmittel nach einer Verfahrensanweisung überwachen, gehören Drehmoment-Werkzeuge hinein. Sie wählen das Intervall nach der geforderten höchstzulässigen Messabweichung, der Nutzungshäufigkeit, der typischen Belastung sowie den Umgebungs- und Lagerbedingungen. Danach passen Sie das Intervall anhand der Ergebnisse aufeinanderfolgender Kalibrierungen an.

Ohne eine solche Verfahrensanweisung nennt die Norm als Standardwert 12 Monate oder 5.000 Lastwechsel, je nachdem, was zuerst eintritt. Das Intervall beginnt mit der ersten Nutzung des Werkzeugs. Ein kürzeres Intervall gilt, wenn Sie, Ihr Kunde oder der Gesetzgeber es verlangen.

Unabhängig vom Fälligkeitsdatum braucht ein Schlüssel außerdem eine Kalibrierung nach einer Reparatur, nach jeder unsachgemäßen Handhabung, die ihn beeinträchtigen könnte, etwa einem Sturz, und nach einer Überlastung, die über die Überlastprüfung aus ISO 6789-1 (5.1.6) hinausgeht. Diese Prüfung belastet die meisten Werkzeuge mit mindestens 125 % ihres Höchstwerts.

Lastwechsel summieren sich schnell. Ein Schlüssel, der 40 Schrauben pro Schicht anzieht, bei einer Schicht am Tag und fünf Tagen pro Woche, erreicht 5.000 Lastwechsel nach 25 Wochen. Für diesen Schlüssel bestimmt der Zählerstand, nicht der Kalender, das Standard-Fälligkeitsdatum.

• Rechner für das Kalibrierintervall

Ein kürzeres oder längeres Intervall begründen

Sobald Sie eine Verfahrensanweisung haben, legen Sie das Intervall selbst fest, und erst die Nachweise dahinter machen es belastbar. Diese Faktoren verschieben es.

• Nutzung. Zählen oder schätzen Sie die Lastwechsel pro Woche aus den Arbeiten, die ein Schlüssel erledigt. Ein viel genutzter Schlüssel erreicht 5.000 Lastwechsel lange vor Ablauf eines Jahres.
• Überlastungen, Stürze und Reparaturen. Nach jedem solchen Ereignis ist vor der weiteren Nutzung eine Kalibrierung fällig, und ein Schlüssel mit wiederholten Vorfällen braucht unter Umständen ein kürzeres Intervall.
• Historie vor der Justierung. Ein Schlüssel, der immer wieder innerhalb der Toleranz und nahe am Sollwert zurückkommt, spricht für ein längeres Intervall. Einer, der zur Grenze hin driftet oder mit Toleranzüberschreitung ankommt, braucht ein kürzeres.
• Die Verbindung. Ein Schlüssel für sicherheitskritische Verschraubungen rechtfertigt meist ein kürzeres Intervall und häufigere Prüfungen.
• Lagerung und Umgebung. ISO 6789-2 nennt Umgebungs- und Lagerbedingungen unter den Faktoren für das Intervall.

• So legen Sie Kalibrierintervalle fest
• Rechner für Driftrate und Kalibrierintervall

Prüfungen zwischen den Kalibrierungen

Eine kurze Prüfung auf einem eigenen Drehmomentprüfgerät erkennt einen beschädigten Schlüssel früh. Stellen Sie den Schlüssel auf einen Wert ein, mit dem er oft arbeitet, lösen Sie ihn einige Male auf dem Prüfgerät aus und vergleichen Sie die Messwerte mit seiner Grenze. Halten Sie das Ergebnis fest. Eine solche Prüfung ist eine Verifizierung, keine Kalibrierung, und sie setzt das Fälligkeitsdatum nicht zurück.

Nehmen Sie einen Schlüssel aus dem Gebrauch und prüfen Sie ihn, wenn Sie eines dieser Anzeichen bemerken.

• Er ist heruntergefallen oder wurde weit über seinen Höchstwert belastet, etwa an einer festsitzenden Schraube.
• Der Klick ist schwach, kommt zu spät oder bleibt aus, oder die Einstellung verstellt sich.
• Skala, Ratsche, Kopf oder Griff sind beschädigt oder locker.
• Zwischenprüfungen zeigen, dass die Messwerte zur Grenze hin wandern.

Vor der Justierung, nach der Justierung und ein Schlüssel mit Toleranzüberschreitung

Halten Sie die Messwerte vor der Justierung fest, bevor jemand den Schlüssel verstellt. Sie zeigen den Zustand, in dem der Schlüssel im Einsatz war, und darauf hat sich die Arbeit seit der letzten Kalibrierung gestützt. Wird der Schlüssel justiert oder repariert, nehmen Sie bei denselben Sollwerten einen vollständigen Satz Messwerte nach der Justierung auf.

Liegt ein Messwert vor der Justierung außerhalb der Grenze, war der Schlüssel für einen unbekannten Teil der Zeit seit seiner letzten guten Kalibrierung außerhalb der Toleranz. ISO 9001, Abschnitt 7.1.5.2, verlangt, dass Sie bestimmen, ob frühere Ergebnisse beeinträchtigt wurden, und bei Bedarf handeln. Gehen Sie bei einem Drehmomentschlüssel diese Schritte durch.

• Kennzeichnen Sie den Schlüssel und nehmen Sie ihn aus dem Gebrauch.
• Ermitteln Sie aus Auftragsunterlagen, Arbeitsaufträgen oder dem Protokoll der Werkzeugausgabe die Verschraubungen, die er seit seiner letzten guten Kalibrierung angezogen hat.
• Betrachten Sie Richtung und Größe der Abweichung. Ein Schlüssel, der zu schwach anzieht, riskiert lose Verbindungen. Einer, der zu stark anzieht, riskiert überdehnte Schrauben und ausgerissene Gewinde.
• Entscheiden Sie, was mit der betroffenen Arbeit geschieht, etwa Nachziehen oder Prüfen, und informieren Sie den Kunden, wenn der Vertrag es verlangt.
• Dokumentieren Sie die Bewertung und die Maßnahmen. Überprüfen Sie dann das Intervall und suchen Sie nach einer Ursache wie einer Überlastung oder einem Sturz.

• Messwerte vor und nach der Justierung

Wo Axiospec hineinpasst

Axiospec ist Software für das Kalibriermanagement. Sie erfasst jeden Drehmomentschlüssel mit seiner Kalibrierhistorie, den Messwerten vor und nach der Justierung, dem Kalibrierschein und dem nächsten Fälligkeitsdatum. Wird ein Schlüssel mit dem Ergebnis „Nicht bestanden“ erfasst, wird er gesperrt, und der Datensatz fragt, welche früheren Arbeiten betroffen waren und wie damit verfahren wurde. Die Verschraubungen, die ein Schlüssel angezogen hat, verfolgt Axiospec nicht. Diese finden Sie in Ihren eigenen Aufzeichnungen. Die Wahl der Grenze, des Intervalls und der Maßnahme bleibt bei Ihnen.

• Software für die Messmittelverwaltung