Ein Teil Ihres Drehmomentschlüssels ist nicht spezifiziert, und das muss draufstehen

Der Einheitenfehler selbst ist ein gelöstes Problem, und diese Website hat ihn schon durchgearbeitet: Eine Inch- und eine Foot-Einheit mit derselben Zahl unterscheiden sich um den Faktor zwölf, und verräterisch ist meist die Rechnung, nicht die Beschriftung. Nimmt man die genannten Werte beim Wort, sind 133 lbf·in 15,0 N·m und 133 lbf·ft 180,3 N·m. Interessant ist das Werkzeug.

Die Nuss passt so oder so, und die Norm sagt, warum

Eine Antwort im Thread bemerkte den Mechanismus, ohne ihn zu benennen: Die meisten Zündkerzennüsse haben einen Halbzoll-Antrieb und passen daher widerspruchslos auf einen Schlüssel für ein paar hundert Newtonmeter. Abschnitt 5.1.2 von ISO 6789-1 macht das strukturell. Die Größe des Abtriebs begrenzt den Höchstwert des Werkzeugs, und Tabelle 2 legt die Zuordnung fest:

Ein 12,5-mm-Vierkant, also Halbzoll, hat einen Höchstwert von 340 N·m. Die Aufgabe im Thread waren 15. Eine einzige Antriebsgröße überspannt mehr als den Faktor zwanzig. Genau deshalb konnte der Teileschalter einen Schlüssel aushändigen, der die Nuss, die Einstellung und die Aufgabe körperlich annahm, und bei allen dreien zugleich falsch liegen.

Wo das Werkzeug aufhört, spezifiziert zu sein

Abschnitt 5.1.3 trägt den Titel spezifizierter Drehmomentbereich, und er sagt etwas, das man meist nur auf das obere Skalenende bezieht:

Typ I ist die anzeigende Familie, die man beim Ziehen abliest: Torsionsstäbe, Skalenschlüssel, elektronische Schlüssel, Drehmomentschraubendreher. Typ II ist die auslösende Familie, die Knickschlüssel und voreingestellten Schraubendreher, die man vorher einstellt. In beiden Fällen gelten die Anforderungen des Dokuments in einem Bereich, der irgendwo oberhalb von null beginnt, und bei den elektronischen und nicht skalierten Klassen ist der Anfang dieses Bereichs eine Zahl, die der Hersteller angibt. Teil 2 derselben Norm gibt dieser Zahl ein Formelzeichen, T_min, die vom Hersteller angegebene Untergrenze des Messbereichs des Drehmomentwerkzeugs.

Und das Werkzeug muss den Teil kennzeichnen, der nicht zählt

Diesen Abschnitt sollte man im Kopf behalten. Bei anzeigenden Werkzeugen des Typs I, Klassen A, B und D, muss Skala oder Zifferblatt eine Nullstellung haben, und dann ist, in den Worten der Norm, der Bereich zwischen null und dem kleinsten spezifizierten Drehmomentwert auf oder neben dem Zifferblatt oder der Skala so zu kennzeichnen, dass dem Benutzer klar ist, dass dieser Bereich nicht im spezifizierten Drehmomentbereich liegt. Bei den Klassen C und E muss derselbe Abschnitt auf irgendeine Weise kenntlich gemacht werden, mit derselben Aussage.

Die tote Zone am unteren Skalenende ist also kein Versäumnis, vor dem einen jemand unter der Hand warnen müsste. Sie ist eine Kennzeichnungspflicht, und das Werkzeug in Ihrer Hand trägt sie sehr wahrscheinlich schon. Die meisten lesen dieses Band als Verzierung oder als Beginn der Zahlen. Es ist der Hersteller, der Ihnen mitteilt, weil eine Norm ihn dazu verpflichtet, dass Ablesungen dort unten außerhalb dessen liegen, was das Dokument garantiert.

Wie breit ein Teilstrich sein darf

Abschnitt 5.1.4 begrenzt auch die Skala selbst: Der Abstand zwischen zwei Teilstrichen darf 5 % des Höchstwerts des Werkzeugs nicht überschreiten. Bei elektronischen Anzeigen darf die Auflösung ein Viertel der höchstzulässigen relativen Abweichung bei jedem Sollwert nicht überschreiten.

Man rechne den ungünstigsten Fall, den die Norm für die Antriebsgröße aus dem Thread zulässt. Ein Werkzeug mit 12,5-mm-Antrieb darf bis 340 N·m reichen, und 5 % davon sind 17 N·m pro Teilstrich. Die betreffende Vorgabe lag bei 15,0 N·m. Die ganze Aufgabe passt in den ersten Strich der Skala. Das ist eine zulässige Bauart und keine Beschreibung eines bestimmten Schlüssels, und es ist der Grund, warum ein großes Werkzeug nicht einfach ein kleines mit mehr Bereich am oberen Ende ist.

Wie weit die Anzeige innerhalb des spezifizierten Bereichs vom wahren Wert abweichen darf, ist eine andere Größe, angegeben als Prozentsatz des Werts; diese Website hat die Tabellen dazu und das zugehörige Kalibrierintervall bereits auf der Seite darüber, was die Norm für Drehmomentschlüssel tatsächlich verlangt, durchgesehen. Hier geht es um etwas Engeres: Diese Toleranzen gelten nur dort, wo die Norm sagt, dass sie gelten.

Eine Einheitenspalte, von oben bis unten

Die Tabelle der Formelzeichen vorn in ISO 6789-1 enthält ein unscheinbares Detail. Jeder Eintrag mit Einheit trägt dieselbe, N·m. Teil 2 macht es ebenso und ergänzt eine Anmerkung: Das Newtonmeter sei zwar die übliche Einheit, das Ausgangssignal könne aber auch in anderer Form erfasst werden, etwa als Spannung.

Das ist bemerkenswert, ohne dass man es überbewerten sollte. Zu einem Drehmoment in Newtonmetern gibt es keine zweite Einheit, die dieselben Zahlen im Verhältnis zwölf teilt; der konkrete Fehler aus dem Thread ist damit nicht möglich. Das macht keine Vorgabe richtig und hält niemanden davon ab, eine Zahl aus einem Video abzulesen. Es beseitigt eine Fehlerart, und mehr kann man von einer Einheit vernünftigerweise nicht verlangen.

Drei Fragen vor der Zahl

Die Gewohnheit, die das abgefangen hätte, kostet etwa zehn Sekunden, und keine davon setzt voraus, die richtige Antwort vorher zu kennen:

• Liegt die Vorgabe im spezifizierten Bereich des Werkzeugs? Nicht auf der Skala, sondern im Bereich, der beim kleinsten markierten Wert beginnt und bei den skalierten Klassen auf dem Werkzeug steht
• Ist die Einheit auf dem Werkzeug die Einheit der Vorgabe? Der Schlüssel in der Geschichte wurde als Foot-Pound-Schlüssel beschrieben, der Wert stammte aus einer Quelle mit Inch-Pound, und beide wurden mit Schrägstrich geschrieben, als wäre ein Drehmoment ein Quotient
• Leistet die Antriebsgröße irgendetwas? Sie deckelt den Höchstwert und sagt Ihnen damit, dass das Werkzeug nicht zu klein ist. Ob es zu groß ist, sagt sie nicht, und zu groß ist genau der Fehler, der keine Spur hinterlässt, bis das Gewinde nachgibt

Und eines kann die Zahl allein nicht sagen. Wo eine Verbindung dichtet, indem sie etwas zusammendrückt, ist das Drehmoment ein Stellvertreter für eine Verformung, und die Norm für diese Verbindung sagt das unter Umständen ausdrücklich. Bei einer Zündkerze etwa ist die Dicke des Dichtrings nach einmaligem Anziehen auf sauberem, glattem und trockenem Gewinde festgelegt. Ein Schlüssel, der beim richtigen Wert auslöst, meldet ein Drehmoment, er bestätigt nicht, dass die Stauchung stattgefunden hat.

Was danach geschah, ist ein anderes Thema, und diese Website hat es behandelt. Wenn ein Gewinde in einem weichen Grundwerkstoff aufgibt, messen die Mittel, mit denen man es auffüllen will, etwas anderes, und die Reparatur, die funktioniert, ist ein Einsatz, also eine Änderung der Verbindung statt eines Flickens. Keine dieser Seiten braucht die Geschichte aus dem Thread, und diese Seite muss den Pick-up nicht diagnostizieren.

Eine Fußnote zur Norm selbst. ISO 6789-1:2017 steht derzeit im Stadium 90.92, internationale Norm in Überarbeitung, mit einem Ausschussentwurf der nächsten Ausgabe in Arbeit. Die oben genannten Abschnitte gelten heute, und es lohnt sich, sie zu kennen, bevor sie sich ändern, nicht erst danach.

Ein Handschlüssel ist ohnehin nur die halbe Geschichte. Die Leistungsnorm für kraftbetriebene Montagewerkzeuge misst etwas, das die Norm für Handwerkzeuge nie messen muss: wie weit dasselbe Werkzeug bei derselben Einstellung zwischen einem harten und einem weichen Schraubfall wandert.

Dieser Beitrag gehört nicht zu nur einem der sechs Schritte. Er betrifft mehrere Schritte oder Vorgänge nach der Montage. Die zugrunde liegenden Entscheidungen stehen im englischen Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Hat ein Drehmomentschlüssel neben einem Höchstwert auch einen Mindestwert?

Ja, und die Norm behandelt ihn als Teil der Spezifikation, nicht als Ratschlag. ISO 6789-1 lässt den spezifizierten Drehmomentbereich skalierter anzeigender und auslösender Werkzeuge vom kleinsten markierten Wert bis 100 Prozent des Höchstwerts reichen. Bei elektronischen und nicht skalierten Klassen ist das untere Ende ein Wert, den der Hersteller angibt, und Teil 2 der Norm gibt ihm ein Formelzeichen, T min, die vom Hersteller angegebene Untergrenze des Messbereichs.

Was ist das unbeschriftete Band am unteren Ende einer Drehmomentschlüssel-Skala?

Eine vorgeschriebene Kennzeichnung, keine Verzierung. Für anzeigende Werkzeuge der Klassen A, B und D verlangt die Norm, dass der Bereich zwischen null und dem kleinsten spezifizierten Drehmomentwert auf oder neben dem Zifferblatt oder der Skala so gekennzeichnet wird, dass dem Benutzer klar ist, dass dieser Bereich nicht im spezifizierten Drehmomentbereich liegt. Die Klassen C und E müssen denselben Abschnitt auf irgendeine Weise kenntlich machen. Ablesungen in diesem Band liegen außerhalb dessen, was die Norm abdeckt.

Kann ich einen großen Drehmomentschlüssel für einen kleinen Drehmomentwert verwenden?

Nicht ohne zu prüfen, wo der Wert liegt. Die Norm erlaubt einen Teilstrich von bis zu 5 Prozent des Höchstwerts; ein Werkzeug für 340 Newtonmeter darf also Striche im Abstand von 17 Newtonmetern haben, und eine Vorgabe von 15 Newtonmetern läge innerhalb des ersten. Ob ein bestimmter Schlüssel so grob ist, hängt vom Schlüssel ab. Die Frage ist aber, ob der Wert überhaupt im spezifizierten Bereich liegt, nicht ob die Skala ihn erreicht.

Warum sagt mir ein Halbzoll-Antrieb nicht, dass der Schlüssel die richtige Größe hat?

Weil die Antriebsgröße den Höchstwert deckelt und nichts über den Mindestwert sagt. ISO 6789-1 ordnet die Höchstwerte nach Abtrieb zu: 6,3 mm ergibt 30 Newtonmeter, 10 mm 135, 12,5 mm 340, 20 mm 1.000 und 25 mm 2.100. Ein Halbzoll-Antrieb deckt daher alles bis 340 Newtonmeter ab, weshalb dieselbe Nuss auf einen Schlüssel passt, der für die Aufgabe richtig ist, und auf einen, der zwanzigmal zu groß ist.

Wie vermeide ich, Inch-Pound und Foot-Pound zu verwechseln?

Prüfen Sie, ob die Einheit auf dem Werkzeug die Einheit ist, in der die Vorgabe geschrieben wurde, bevor Sie die Zahl prüfen. Die beiden unterscheiden sich um genau den Faktor zwölf, sodass dieselbe Zahl in beiden plausibel ist und sich am Werkzeug nichts dagegen sträubt. Wer Drehmomente in Newtonmetern schreibt, entgeht dieser Falle, weil es keine zweite metrische Drehmomenteinheit mit denselben Zahlen gibt. Beachten Sie auch, dass ein Drehmoment Kraft mal Länge ist; der Schrägstrich in der üblichen Schreibweise dieser Einheiten ist also schon dem Augenschein nach falsch.

Ist die Genauigkeitstoleranz überall auf der Skala gleich?

Die Toleranz ist ein Prozentsatz des Werts, kein fester Betrag, und sie gilt innerhalb des spezifizierten Bereichs. ISO 6789-1 gibt die höchstzulässigen relativen Abweichungen nach Werkzeugtyp und Klasse in zwei Tabellen an und legt fest, dass bei der Konformitätsentscheidung die Unsicherheit des Werkzeugs und der Messeinrichtung nicht berücksichtigt wird. Diese Tabellen und das zugehörige Kalibrierintervall behandelt unsere Seite darüber, was diese Norm verlangt und was nicht.

Quellen

• ISO 6789-1:2017 — Assembly tools for screws and nuts, hand torque tools, part 1. Abschnitt 4 und Abschnitte 5.1.2 bis 5.1.5 mit Tabelle 2
• ISO 6789-2:2017 — Teil 2, Kalibrierung und Messunsicherheit. Hier nur für das Formelzeichen T min in seiner Tabelle 1 verwendet
• r/MechanicAdvice — der Thread, mit dem alles begann, einschließlich der Antwort, die die Umrechnung in einer Zeile vornimmt

Beide Teile von ISO 6789 wurden aus den öffentlich zugänglichen Vorschauen gelesen, und jeder Verweis auf Abschnitte und Tabellen oben stammt aus diesem Text. Die Katalognummern wurden gesondert auf der ISO-Website bestätigt, wo Teil 1 derzeit im Stadium 90.92 steht, internationale Norm in Überarbeitung, mit einem registrierten Ausschussentwurf der nächsten Ausgabe. Die Norm drückt das untere Ende des Bereichs nicht als Prozentsatz des Höchstwerts aus; sie nennt für die skalierten Klassen den kleinsten markierten Wert und für die übrigen die Herstellerangabe, und diese Seite versieht es nicht mit einem Prozentsatz. Der Teilstrich von 17 Newtonmetern ist der ungünstigste Fall, den die Norm bei einem Werkzeug für 340 Newtonmeter zulässt, keine Messung an einem bestimmten Schlüssel. Die Drehmomentwerte aus dem Thread werden so wiedergegeben, wie die Person sie gepostet hat; uns liegt kein Werkstatthandbuch für dieses Fahrzeug vor, und hier wird kein Zündkerzen-Drehmoment für irgendeinen Motor genannt, ebenso wenig wird eine Reparatur für den beschriebenen Schaden empfohlen. Die Einheitenumrechnung verwendet 1 lbf·ft als genau 12 lbf·in und 1,355 818 N·m. Die Werte der höchstzulässigen Abweichung und das Kalibrierintervall werden hier bewusst nicht wiedergegeben; sie stehen auf unserer früheren Seite zur selben Norm.