Ein deutscher Kompressorenherssteller verwendet unseren Kraftmessring KSK um Schraubverbindungen zu messen. Die Messung von Einschraubdrehmoment und Schraubenspannkraft ist ein übliches Verfahren um eine Schraubverbindung auch bei Schwingungsbelastung gegen Überlastung aber auch gegen unbeabsichtigtes Lösen zu definieren. Die Zielgröße ist dabei das Drehmoment beim Anziehen der Schraube. Nun gibt es für die meisten Schrauben und Innengewinde in Stahl bereits Tabellen mit den korrekten Drehmomenten. Unser Kunde verarbeitet jedoch spezielle Gusswerkstoffe, für die es noch keine Werte gibt. Daher wird ein Versuch zur Bestimmung von Reibfaktoren durchgeführt.

Auf den Gußflansch des Kompressors wird ein Kraftmessring KSK M16/120 kN oder bei größeren Schrauben ein KSK M24/350 kN, sowie KSK M36/600 kN wie eine Unterlegscheibe eingebracht (Foto). Die Schraube wird nun mit einem genauen Drehmomentschrauber angezogen, bis die gewünschte Schraubenspannung erreicht ist. Der Kraftmessring misst die Schraubenvorspannkraft, welche auf der Handanzeige AE 703 angezeigt wird.

Es werden neben Langzeitmessungen über mehrere Tage auch Messungen über einen sehr kurzen Zeitraum von ca. drei Minuten durchgeführt. Die per USB-Verbindung angeschlossenen PC-Software ASTAS holt sich vom AE 703 die Messwerte für die Kraft je nach Einstellung. In unserem Fall ein Wert pro Sekunde bis einen Wert pro Minute.

Bei Langzeitmessungen über mehrere Tage zeigen sich jedoch periodische Kraftveränderungen, ohne dass die Schraube gedreht wurde. Diese Schwankungen im Kraftwert zeigen einen 24h-Rhythmus und deuten auf Temperaturschwankungen hin. Die Kraftwerte schwanken um etwa 0,6kN das sind etwa 0,5 Prozent von 120kN. Der Ring ist temperaturkompensiert und darf nur 0,3% bei 10K schwanken. Der Nennmessweg des KSK beträgt ca. 0,1mm bei 120kN. Um eine Kraftänderung von 0,6 kN auszulösen, müsste man den Ring also um 0,5 Mikrometer zusammendrücken. Der Versuchsaufbau verformt sich vermutlich durch Temperaturänderung und zwingt dem Sensor diese Verformung auf. Die temperaturinduzierte Änderung  kann auch eine Längsverformung der Krafteinleitungsteile sein, welche die Grenzflächen zum Kraftmessring verformen und so den Messwert verschieben.