Kraftmesseinrichtung FCM RT – Kalibriermaschine mit 0,1 % Messunsicherheit
Unsere neue Kraftmesseinrichtung FCM RT schließt die Lücke zwischen klassischen Labor-Referenzmaschinen und universellen Prüfmaschinen im Bereich Qualitätssicherung und Produktion. Anwender erhalten eine wirtschaftliche Lösung zur Kalibrierung von Kraftaufnehmern und Wägezellen.
Hohe Präzision für unterschiedliche Kalibrieranwendungen
Metrologie trifft Industrie: Die Kraftmesseinrichtung FCM RT kombiniert einen serienbewährten Werkstoffprüfmaschinenrahmen mit GTM Referenzkraftaufnehmern und der Software WebForceManager. Das Ergebnis: eine metrologisch rückführbare, vollautomatisierte Kalibriermaschine für akkreditierte Kalibrierlabore, Industrie-Kalibrierlabore, Wägezellen-Hersteller und für Entwicklungs- und Forschungsaufgaben. Ausgelegt für Kalibrierabläufe nach ISO 376, ASTM E74, DKD-R 3-3 und kundenspezifische Verfahren. Optional liefern wir einen Kalibrierschein nach den Anforderungen der DIN EN ISO/IEC 17025 für die Kraftmesseinrichtung.
Die Kraftmesseinrichtung FCM RT (für Force Calibration Machine with Reference Transducer) schließt die Lücke zwischen klassischen Labor-Referenzmaschinen und universellen Prüfmaschinen und Kraftmessgeräten im Bereich Qualitätssicherung und Produktion. Sie ist damit ein Novum im Bereich industrieller Kraftmesstechnik.
Was zeichnet die neue Kraftmesseinrichtung aus?
Die industrielle Kraftmesseinrichtung FCM RT von GTM vereint das Beste aus zwei Welten. Die Kalibriermaschine besteht aus einem serienbewährten Werkstoffprüfmaschinenrahmen mit präzisen GTM Referenzkraftaufnehmern und bündelt über 30 Jahre Metrologie-Expertise und Know-how im Bereich Kraftmesstechnik in einem System.
1. Aufbau & Messprinzip
Der hochsteife Rahmen in Kombination mit einem oder mehreren einrichtungsfesten Referenzaufnehmern sorgt für einen axial reinen Kraftfluss. Die Referenzaufnehmer werden ausschließlich in eine Richtung belastet und verbleiben fest in der Messeinrichtung. Das erhöht die Reproduzierbarkeit, vermeidet Remanenzeffekte und minimiert Einbau- und Rüstfehler.
2. Steuerung & Software
Die Steuerung basiert auf bewährten Beckhoff-Komponenten und dem GTM WebForceManager, einer leistungsstarken Software. Vollautomatische Kalibrierabläufe nach ISO 376, ASTM E74 und DKD-R 3-3 lassen sich per Mausklick starten. Intelligente Korrekturalgorithmen – unter anderem zur Hysteresekompensation und Linearitätskorrektur – stabilisieren die Messkette gegenüber Nichtlinearitätseinflüssen.
3. Plattform & Betrieb
Die industrielle Plattform ist für den Dauerbetrieb ausgelegt (spindelgetriebene Traverse, steifer Rahmen und nahezu wartungsfreie Mechanik) und modular erweiterbar. Unterschiedliche Rahmen Nennlasten von 20 – 250 kN und konfigurierbare Messbereiche ermöglichen eine passgenaue Auslegung der Kalibriermaschine für Produktion, Kalibrierlabor und Qualitätssicherung – mit langfristig wirtschaftlichem Betrieb und niedriger TCO (total cost of ownership).
Das Ergebnis: eine hochpräzise, zuverlässige und wirtschaftliche Lösung zur Kalibrierung von Kraftmessgeräten wie Kraftaufnehmern und Wägezellen.
Merkmale der Kraftmesseinrichtung FCM RT auf einen Blick
- Messunsicherheit von 0,1 % über den definierten Messbereich – metrologisches Niveau für Produktion und Labor.
- Serienbewährter Werkstoffprüfmaschinenrahmen mit hoher Steifigkeit und exakter Ausrichtung für axial reinen Kraftfluss und reproduzierbare Kalibrierergebnisse.
- Einrichtungsfeste Referenzkraftaufnehmer.
- Vollautomatische Kalibrierabläufe nach ISO 376, ASTM E74 und DKD-R 3-3 über den browserbasierten WebForceManager.
- Kompatibel mit gängigen Messverstärkern.
- Nahezu wartungsfreie Mechanik mit spindelgetriebener Traverse – ausgelegt für den Dauerbetrieb in Labor und Produktion.
- Optional und einzigartig in Deutschland: Vor-Ort-Kalibrierung nach den Anforderungen der DIN EN ISO/IEC 17025 (Verfahren AA0045) durch GTM – ohne Demontage oder Transport der Messeinrichtung
- Flexible Nennlasten von 20 bis 250 kN sowie ein- oder dreibereichige Konfigurationen für unterschiedliche Anwendungsprofile.
Welche technischen Eigenschaften bietet die Kraftmesseinrichtung?
Eigenschaften | Wert / Beschreibung |
|---|---|
| Nennlasten Rahmen | 20 / 50 / 100 / 250 kN (weitere auf Anfrage) |
| Mögliche Nennlasten der Referenzaufnehmer | 5 / 6,3 / 10 / 16 / 20 / 25 / 50 / 63 / 100 / 160 / 200 / 250 kN (weitere Größen auf Anfrage) |
| Messbereiche der Referenzaufnehmer | abhängig von der zu erzielenden Messunsicherheit zwischen ca. 0,5 – 100 % und 5 – 100 % |
| Laststufen | In den definierten Messbereichen beliebig wählbar |
| Relative erweiterte Messunsicherheit | ≤ 0,1 % oder 0,2 % (k = 2) für alle erzeugten Kräfte |
| Kalibrierung der Referenzkraftaufnehmer | Gemäß GTM-RL-003 (Kalibrierung in vier Einbaustellungen mit jeweils zwei Staffeln mit jeweils 8 bis 10 Laststufen) |
| Automatikbetrieb | Vollautomatische Bedienung über den WebForceManager – unabhängig vom PC‑Betriebssystem |
| Mechanik | Nahezu wartungsfrei, spindelgetrieben, lange Lebensdauer |
Was beide Varianten gemeinsam haben:
Beide Varianten nutzen die gleiche Grundmechanik, GTM‑Referenz-Sensorik und Steuerung. Sie wählen lediglich die Konfiguration, die zu Ihrem Prüfprofil und Ihren Zielunsicherheiten passt. Weitere technische Anforderungen können auf Anfrage hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit geprüft werden.
Ihre Vorteile im Arbeitsalltag
Mit der neuen Kraftmesseinrichtung FCM RT lassen sich auditsichere Kalibrierungen direkt vor Ort durchführen, unabhängig von externen Kalibrierdienstleistern. Auf diese Weise eröffnen sich Anwendern zahlreiche neue Möglichkeiten im Bereich Kraftmesstechnik, um Prozesse zu beschleunigen und damit Zeit und Kosten zu sparen.
Bewährte Technik – seit 2019 bei GTM im Einsatz
Erprobte Technologie – jetzt auch für den Markt erhältlich
Seit 2019 setzt GTM die Kraftmesseinrichtung FCM RT im eigenen Betrieb in zwei Ausführungen ein:
- eine 250 kN‑Variante in der Serienproduktion
- eine 100 kN‑Variante im akkreditierten Kalibrierlabor, unter anderem für zeitaufwendige TkC Messungen über Nacht.
Ergebnisse aus dem GTM‑Alltag:
- Zwei vollständige ISO‑376‑Kalibrierungen pro Tag (Zug und Druck) lassen sich zuverlässig und reproduzierbar abarbeiten.
- Konstante Ergebnisse in temperaturkompensierten Messungen: Läufe, die früher einen ganzen Tag blockiert haben, laufen heute kontrolliert über Nacht.
- Mehr Effizienz im Labor: Messeinrichtungen mit noch geringerer Messunsicherheit bleiben frei – zusätzliche Kapazität für akkreditierte Kalibrierungen entsteht.
Die Anlage hat sich nicht nur technisch bewährt, sondern den Laboralltag bei GTM nachhaltig verändert – als Best‑Practice‑Beispiel für höhere Produktivität und planbare Kalibrierprozesse.
Was unterscheidet die Kraftmesseinrichtung FCM RT von einer Bezugsnormalmesseinrichtung?
Die neue Kalibriermaschine überträgt die DNA der Metrologie auf industrietaugliche Lösungen: robust, kompakt und wirtschaftlich.
Bezugsnormalmesseinrichtung | FCM RT Kraftmesseinrichtung | |
|---|---|---|
| Zielsetzung | Höchste Präzision für Kalibrierzwecke | Präzise, rückführbare Messungen in Produktion, Qualitätssicherung und Kalibrierlaboren |
| Messunsicherheit | ≤ 0,02 % (k = 2) Referenzniveau für nationale metrologische Institute (NMIs) und Spitzenkalibrierlabore | ≤ 0,1 % (k = 2) Metrologie‑Niveau für industrielle Anwendungen und interne Kalibrierlabore |
| Einsatzumgebung | Metrologische Labore, nationale Institute und spezialisierte Kalibriereinrichtungen | Industrielle QS-Bereiche, F&E-Labore und Produktionsumgebungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen |
| Rückführung | Akkreditierte Kalibrierung nach DIN EN ISO/IEC 17025 auf höchstem Referenzniveau | Vor‑Ort‑Kalibrierung durch GTM nach DIN EN ISO/IEC 17025 |
| Anwendungsziel | Aufbau und Sicherung der metrologischen Infrastruktur eines Landes oder Instituts | Prozessnahe Kalibrier‑ und Messaufgaben im industriellen Alltag – intern, flexibel und mit klar definiertem Genauigkeitsniveau |
| Systemgröße / Kosten | Große, hochspezialisierte Systeme mit entsprechend hohem Investitions‑ und Unterhaltungsaufwand | Kompakte, skalierbare Lösung mit deutlich geringeren Investitions‑ und Betriebskosten |
Ist es möglich, eine FCM RT Kraftmesseinrichtung auch als Bezugsnormalmesseinrichtung zu betreiben?
Definitionsgemäß wird eine Bezugsnormalmesseinrichtung in einem akkreditierten Kalibrierlabor betrieben. Rein technisch betrachtet eignet sich die FCM RT Kraftmesseinrichtung vorzüglich zur Verwendung als Bezugsnormalmesseinrichtung. Die resultierenden Messbereiche mit den zugeordneten Messunsicherheiten liegen dann in der Verantwortung des betreibenden Kalibrierlabors und eröffnen zusätzliche Möglichkeiten, die CMC (Calibration and Measurement Capability) zu verbessern.
Was unterscheidet die Kraftmesseinrichtung FCM RT von einer Werkstoffprüfmaschine?
Eine Werkstoffprüfmaschine und die FCM RT können äußerlich ähnlich aufgebaut sein. Metrologisch erfüllen sie jedoch unterschiedliche Aufgaben.
FCM RT Kraftmesseinrichtung | Werkstoffprüfmaschine | |
|---|---|---|
| Hauptaufgabe | Präzise, rückführbare Kraftmessung und Kalibrierung von Kraftaufnehmern und Wägezellen | Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen; die Kraftmessung ist eine Teilfunktion |
| Unsicherheitsbestimmung | Nach EURAMET Calibration Guide No. 4 | Nach DIN EN ISO 7500 |
| Unsicherheitsbeitrag Referenzkraftaufnehmer | Der Unsicherheitsbeitrag wird über eine initiale Kalibrierung berücksichtigt, z. B. nach GTM-RL-003 | Der Referenzkraftaufnehmer wird nicht als separater Beitrag im Unsicherheitsbudget berücksichtigt |
| Kalibrierung der Messeinrichtung | Aufwändiges, akkreditiertes GTM-Verfahren AA045 mit metrologischer Anbindung an GTM-Bezugsnormale | Kalibrierung beziehungsweise Überprüfung der Kraftmessung nach DIN EN ISO 7500 |
| Messunsicherheit | > 0,05 % … 0,1 % bzw. 0,2 % gemäß GTM-Scope der Akkreditierung und der von GTM gewährleisteten Messunsicherheit | Typischerweise etwa 0,12 % bis 0,5 % |
| Kalibrierstrategie und Betriebsaufwand | Eine vollständige Rekalibrierung ist wegen des hohen Aufwands in der Regel wirtschaftlich nicht vertretbar, deshalb sind regelmäßige Eignungsprüfungen durch den Betreiber zweckmäßig. Die Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung nach dem GTM-Verfahren AA045 ist ein aufwändiger metrologischer Vorgang und nicht mit der Kalibrierung einer Werkstoffprüfmaschine nach DIN EN ISO 7500 gleichzusetzen. Aufgrund des Aufwands ist eine jährliche Wiederholung der vollständigen Kalibrierung aus Kostengründen in der Regel nicht anzuraten bzw. in dieser Form nicht wirtschaftlich. Stattdessen bestätigt der Betreiber das Leistungsvermögen der Messeinrichtung in regelmäßigen Abständen durch Eignungsprüfungen mit rückgeführten Transferaufnehmern oder Golden Samples, wie sie im Rahmen der DIN EN ISO/IEC 17025 gefordert sind. Dadurch kann der Betreiber den Prüfaufwand auf Grundlage seiner betrieblichen Anforderungen, der Nutzung und der Ergebnisse der Eignungsprüfungen bedarfsgerecht selbst steuern | In der Praxis häufigere Rekalibrierung in kurzen Zeitabständen. Das bedeutet, dass Werkstoffprüfmaschinen in der Regel in kurzen Zeitabständen nach DIN EN ISO 7500 rekalibriert werden |
| Typische Anwendung | Interne und externe Kalibrierung, Qualitätssicherung, Produktion und industrielle Metrologie | Werkstoffkennwerte, Bauteileigenschaften und Prüfungen unter definierten Prüfbedingungen |
| Übertragbarkeit Kraftmessung ← → Werkstoffprüfung | Für Werkstoffprüfungen fehlen einer Kraftmesseinrichtung wesentliche Funktionen im Steuerungsablauf, vor allem können bei Werkstoffprüfungen Kraftspitzen auftreten, die in einer Kraftmesseinrichtung unbedingt zu vermeiden sind. Deshalb ist eine Kraftmesseinrichtung nicht zur Werkstoffprüfung geeignet | Eine Werkstoffprüfmaschine kann mit erheblichem Aufwand zu einer Kraftmesseinrichtung umgestaltet werden. Die Umgestaltung zielt mit geeigneten Maßnahmen auf die Reduktion der Messunsicherheit, nach Umgestaltung ist die Werkstoffprüfmaschine allerdings nicht mehr zur Werkstoffprüfung geeignet |
Eine Kraftmesseinrichtung und eine Werkstoffprüfmaschine sind nicht 1:1 vergleichbar.
Die FCM RT verwendet zwar einen bewährten Werkstoffprüfmaschinenrahmen, ist jedoch konsequent für die rückführbare Kraftmessung und Kalibrierung ausgelegt.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Während die Werkstoffprüfmaschine die Kraftmessung als Teil eines regelmäßig zu kalibrierenden Prüfprozesses nutzt, ist die FCM RT als rückführbare Kraftmesseinrichtung auf eine präzise Kraftmessung ausgelegt und ermöglicht es dem Betreiber, den Kalibrieraufwand durch regelmäßige Eignungsprüfungen bedarfsgerecht selbst zu steuern.