Prüfung des Drehmoments

Bei der Drehmomentprüfung wird die Rotationskraft gemessen, die erforderlich ist, um ein Objekt zu drehen oder zu verdrehen. In der Verpackungsindustrie wird sie am häufigsten bei Verschlüssen wie Kappen, Deckeln und Drehverschlüssen angewandt, um sicherzustellen, dass sie sich innerhalb der festgelegten Leistungsgrenzen öffnen und schließen. Dies ist besonders wichtig für Schraubverschlüsse, kindersichere Druck- und Drehverschlüsse und andere Drehverschlusssysteme.

Das Drehmoment ist das Produkt aus Rotationskraft und Abstand von der Rotationsachse. Bei Verpackungen steht es in direktem Zusammenhang damit, wie viel Kraftaufwand erforderlich ist, um einen Verschluss ein- oder auszurasten. Ein zu geringes Drehmoment kann zu Undichtigkeiten oder einer Beeinträchtigung der Produktintegrität führen, während ein zu hohes Drehmoment dazu führen kann, dass eine Verpackung schwer zu öffnen ist oder beim automatischen Verschließen beschädigt werden kann.

Die statische Drehmomentmessung bewertet den Widerstand eines Verschlusses an einem einzigen Punkt, z. B. die anfängliche Drehung, die zum Öffnen eines Verschlusses erforderlich ist. Bei dynamischen Messungen wird aufgezeichnet, wie sich das Drehmoment während der gesamten Drehung verändert. Beide Ansätze liefern Verpackungsingenieuren und Qualitätskontrolleuren wertvolle Daten zur Aufrechterhaltung von Konsistenz, Funktionalität und Sicherheit.

Die Drehmomentprüfung untermauert die Leistung des Verschlusses und stellt sicher, dass die Produkte während des gesamten Vertriebs, der Lagerung und des Gebrauchs dicht und sicher bleiben. Sie stellt sicher, dass die zum Öffnen eines Verschlusses erforderliche Kraft weder zu hoch ist, was zur Frustration der Verbraucher oder zu Problemen bei der Zugänglichkeit führen könnte, noch zu niedrig, was ein versehentliches Öffnen oder eine Kontamination zur Folge haben könnte.

In Sektoren wie Getränken, Pharmazeutika, Haushaltsprodukten und Kosmetika trägt ein präzises Verschlussdrehmoment zur Aufrechterhaltung bei:

• Produktsicherheit - Verhinderung von Auslaufen, Verderben oder versehentlichem Verschlucken.
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften - Erfüllung nationaler und internationaler Standards für Verschlussintegrität und kindersichere Designs.
• Markenkonsistenz - Gewährleistung eines einheitlichen Benutzererlebnisses über alle Produktionschargen hinweg.
• Ergonomische Leistung - Sicherstellung, dass die Verschlüsse benutzerfreundlich sind und gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung gewährleisten.

Kindersichere Verpackungen sind ein Schlüsselbeispiel, bei dem Drehmomenttests entscheidend sind. Druck- und Drehmechanismen müssen ein Gleichgewicht zwischen der Sicherheit für Kinder und der Zugänglichkeit für Erwachsene herstellen und dabei die gesetzlichen Anforderungen erfüllen, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen.

Die Drehmomentprüfung kann je nach Produktionsvolumen, Präzisionsanforderungen und Budget mit manuellen oder automatisierten Methoden durchgeführt werden.

Beider manuellen Drehmomentprüfung werden tragbare Geräte verwendet, bei denen der Bediener eine Drehkraft aufbringt und den Messwert von einer Skala oder Digitalanzeige abliest. Diese Methode eignet sich am besten für Produktionskontrollen mit geringerem Volumen oder für Prüfungen vor Ort.

Beider automatisierten Drehmomentprüfung werden motorisierte Systeme eingesetzt, die eine gleichmäßige Drehkraft aufbringen, die Schwankungen des Bedieners ausschließen und wiederholbare, hochpräzise Messungen ermöglichen.

Gängige Arten der Drehmomentmessung sind:

• Spitzendrehmoment - die maximale Kraft, die zum Öffnen oder Schließen eines Verschlusses erforderlich ist.
• Losbrechmoment - das Anfangsdrehmoment, das benötigt wird, um die Bewegung nach dem Schließen oder Festziehen zu starten.
• Schlupfdrehmoment - das Drehmoment, bei dem sich ein Verschluss frei dreht, ohne weiter einzugreifen.
• Lösedrehmoment - die Kraft, die zum vollständigen Lösen eines Verschlusses erforderlich ist.

Automatisierte Systeme können eine Drehmoment-Dreh-Kurve erstellen, die aufzeichnet, wie sich der Widerstand während der Drehung verändert. Dies kann Unstimmigkeiten in der Herstellung oder Konstruktionsprobleme aufzeigen. Im Getränkesektor können zum Beispiel leichte PET-Verschlüsse getestet werden, um sicherzustellen, dass das Losbrechmoment innerhalb eines typischen Bereichs von 0,8 bis 1,2 Nm liegt, um eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten.

Mecmesin hat jahrzehntelange Erfahrung in der Messung von Verschlussdrehmomenten und bietet Lösungen an, die für Genauigkeit, Wiederholbarkeit und einfache Integration in Qualitätskontrollprozesse entwickelt wurden. Die Systeme reichen von kompakten Benchtop-Testern für den Laborgebrauch bis hin zu voll motorisierten Systemen für Umgebungen mit hohem Durchsatz.

• HelixaPro - hochpräzise Steuerung für Anwendungen mit geringem Drehmoment, z. B. für Kosmetikdosen oder kleine medizinische Verschlüsse.
• VortexPro - robuste motorisierte Drehmomentprüfung für einen großen Drehmomentbereich, geeignet für Produktion und Labor.
• Tornado - ein tragbares, einfach zu bedienendes manuelles Prüfgerät für schnelle Kontrollen an Produktionslinien.

Die VectorPro-Software ermöglicht die Datenerfassung in Echtzeit, programmierbare Prüfroutinen und eine detaillierte Drehmomentkurvenanalyse. Pass- oder Fail-Kriterien können automatisch angewendet werden, und die Ergebnisse können in Formaten exportiert werden, die für die Einhaltung von Vorschriften und für Audits geeignet sind.

Mecmesin bietet auch Beratung, Kalibrierungsdienste, kundenspezifisches Spannzeugdesign und Bedienerschulung an, um sicherzustellen, dass die Drehmomentmessung akkurat und konform für spezifische Produktdesigns bleibt.

Die Drehmoment-Systeme von Mecmesin wurden entwickelt, um den Industriestandards zu entsprechen, einschließlich ASTM D7860-14 für kindersichere Verpackungen. Dieser Standard spezifiziert die Messung des Verschlussdrehmoments unter definierten Bedingungen, einschließlich der Anwendung von Abwärtskraft für Push-and-Twist-Verschlüsse. Mecmesins pneumatische und kundenspezifische Lösungen können die realen Öffnungsbedingungen akkurat simulieren.

Andere Standards können je nach Sektor, Geographie und Verschlusstyp relevant sein und Sicherheits- und Leistungsanforderungen abdecken. Die Einhaltung dieser Standards unterstützt die behördliche Genehmigung, reduziert das Haftungsrisiko und demonstriert Sorgfaltspflicht.

Die Drehmomentprüfung wird bei einer Vielzahl von Verpackungsdesigns eingesetzt, darunter:

• Kunststoffflaschenverschlüsse für Getränke, Reinigungsmittel und Körperpflegeprodukte.
• Kosmetiktiegel, bei denen die Prüfung des Rutsch- und Brückendrehmoments den Nachweis von Manipulationen und das leichte Öffnen bestätigt.
• Pharmazeutische Behälter, die aus Sicherheits- und Compliance-Gründen die strikte Einhaltung von Drehmomentspezifikationen erfordern.
• Spezialverschlüsse wie Mehrweg- oder nachhaltige Designs, bei denen Materialien und Geometrie die Drehmomentleistung beeinflussen.

Kundenspezifische Vorrichtungen, wie z. B. verschachtelte Flaschenhalter oder Dorne, sind oft erforderlich, um Proben während der Prüfung konsistent zu sichern und auszurichten.

Die Prüfung von Drehmomenten kann durch mehrere Faktoren beeinflusst werden:

• Schwankungen des Bedieners bei der manuellen Prüfung.
• Fehlausrichtung, wenn die Proben nicht sicher gehalten werden.
• Verlust des Drehmoments im Laufe der Zeit aufgrund von Materialrelaxation oder Umwelteinflüssen.
• Ungenaue Ergebnisse durch nicht kalibrierte Geräte.

Zu den Lösungen gehören die Verwendung automatischer Prüfgeräte, um den Einfluss des Bedieners auszuschalten, kundenspezifische Vorrichtungen für eine sichere Ausrichtung, regelmäßige Kalibrierungspläne und pneumatische oder motorisierte Abwärtskraftsysteme für die wiederholbare Prüfung von kindersicheren Konstruktionen.

DieAutomatisierung setzt sich immer mehr durch, verbessert die Genauigkeit und ermöglicht Inline-Tests während der Produktion. Datensysteme verknüpfen nun Drehmomentergebnisse direkt mit Tools für das Konformitätsmanagement, so dass sofort gehandelt werden kann, wenn die Ergebnisse außerhalb der Spezifikationen liegen.

Auch die Nachhaltigkeit treibt den Wandel voran. Da die Materialien immer leichter werden und die Verschlüsse neu gestaltet werden, um die Umweltbelastung zu verringern, stellt die Drehmomentprüfung sicher, dass diese Innovationen weiterhin den Anforderungen an Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit entsprechen. Die Umstellung auf leichtere Verschlüsse in der Mineralwasserindustrie hat beispielsweise die Messung des Drehmoments unabdingbar gemacht, um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten, ohne das Öffnen zu erschweren.

Das Testen von Drehmomenten ist ein wichtiger Teil der Qualitätskontrolle von Verpackungen, um Sicherheit, Konformität und Markenintegrität zu gewährleisten. Mecmesins Applikationsingenieure können Sie über Testmethoden, die Auswahl des Equipments, das Design von Spannvorrichtungen und die Einhaltung von Standards beraten, um die Bedürfnisse Ihrer Verpackungen zu erfüllen. Von der Beratung bis hin zum globalen After-Sales-Support ist die Expertise verfügbar, um Ihnen zu helfen, das Testen der Verschlussleistung zu optimieren.