Einteilung der Prüfmittel

Messgeräte

Maßstab
Messschieber
Mess­schraube
Fühlhebelmessgeräte
Messuhr
Feinzeiger
elektrische Messgeräte
pneumatische Messgeräte
Endmaße ( Parallel -, Zylinder- Kugel-, Winkel-)
Winkelmesser

Hilfsmittel

Messständer
Messplatte
Klemmhalter

Lehren

Grenzlehrdorn
Grenzrachenlehre
Gewindegrenzlehre
Fühlerlehre
Haarlineal

Messgeräte

Maßstäbe (DIN 865, DIN 866); eng: steel ruler, frz: réglet métallique

Ein Maßstab ist das, was man umgangssprachlich ein Lineal (mit mm-Skale) nennt. Es gibt sie als Arbeits­maßstäbe zum Einsatz in der Werkstatt und als Prüfmaßstäbe. Mit den Prüfmaßstäben überprüft man die Arbeits­maßstäbe, die nicht so genau sind.
Prüfmaßstäbe sind übrigens so genau wie einfache Messschieber. Der Nonius am Messschieber hilft zwar, Bruchteile von Millimetern abzulesen, aber er macht das Ergebnis nicht genauer. Das ist wie mit dem Se­kundenzeiger einer Uhr, der die Uhr auch nicht genauer macht.

Lineale sind im technischen Sinne etwas anderes als Maßstäbe, denn mit Linealen prüft man Geradheit oder Ebenheit. Wenn Sie besonders genau sind und eine scharfe Kante haben, nennt man sie auch Haarlineal. Lineale gehören zu den Lehren und benötigen keinen Strichmaßstab, sondern sie müssen einfach nur gerade sein.

Messschieber (DIN 862); eng: caliper; frz: pied á coulisse

Messschieber gibt es als Messchieber mit Strichskale, die hier nicht abgebildet sind. Messschieber mit 1/50-Nonius kann man auf 0,02mm ablesen, ihre Genauigkeit beträgt aber nur +/- 0,02 bis +/-0,06mm, je nachdem, wie groß das Maß ist, das gemessen wird.
Arbeits­blätter mit Bezeichnungen und Ableseübungen gibt es bei Unterrichtsmaterial zur Prüf­technik.

Die Messunsicherheit eines Messchieber beträgt rund 1/10mm.

Messschieber mit Rundskale Messschieber mit Rundskale (oder Messschieber mit Uhr, Abbildung rechts) können auf 1/100mm abgelesen werden, sind aber tatsächlich nicht genauer als Messschieber mit Nonius. Fast grundsätzlich gilt in der Prüf­technik, dass Messgeräte nicht so genau sind, wie sie anzeigen. Das gilt auch für Armbanduhren (wer glaubt der Se­kundenanzeige?), für Tachometer, für digitalen Thermometern usw.

Messschieber mit DigitalanzeigeMessschieber mit Ziffernanzeige (Digital-Messschieber, siehe rechts) zeigen wie Uhren-Messschieber auf 1/100mm an und sind bei kleinen Maßen genauso ungenau (+/-0,02mm). Nur bei größeren Maßen sind sie genauer, dann beträgt ihre Genauigkeit +/-0,04mm. Ihr Vorteil ist also nicht die Genauigkeit, aber sie sind viel leichter abzulesen, deshalb gibt es weniger Ablesefehler.

Mess­schrauben (DIN 863)

Mess­schrauben gibt es in vielen Bauarten. Ihre Maßverkörperung ist ein Gewinde, dass meistens eine Steigung ( = Abstand von Gewindespitze zu Gewindespitze) von 0,5mm hat. Deshalb zeigt die Skalenhülse die vollen Umdrehungen der Mess­schraube in halben Millimetern an. Wenn sich beispielsweise die Mess­schraube um eine weitere halbe Umdrehung dreht, bedeutet dies, dass noch die Hälfte der Steigung von 0,5mm hinzu kommt. Deshalb kann man die Bruchteile der Millimeter auf der Skalentrommel ablesen.
Die beiden Werte auf der Skalenhülse und auf der Skalentrommeln müssen addiert werden.
Arbeits­blätter mit Bezeichnungen und Ableseübungen gibt es bei Unterrichtsmaterial zur Prüf­technik.

Die Messunsicherheit einer Mess­schraube beträgt rund 1/100mm.

Bügelmess­schrauben

Bügelmess­schraube Die bekannteste Bauart ist die Bügelmess­schraube (Bild rechts), mit denen man Außenmaße wie z.B. die Durchmesser von Wellen messen kann.
Bügelmess­schrauben gibt es für alle Maße bis zu mehreren Metern, sie haben aber immer nur einen Mess­bereich von 25mm. Der Mess­bereich ist der Unterschied zwi­schen den kleinsten und den größten Maßen, die man mit der Mess­schraube messen kann, und steht auf dem Bügel der Mess­schraube.
Der Plastikgriff am Bügel der Mess­schraube ist notwendig, damit sich die Wärme der Hand nicht so leicht auf die Mess­schraube überträgt. Wenn nämlich der Bügel zu warm wird, dehnt er sich aus, dadurch kann die Mess­schraube weiter eingedreht werden und zeigt zu kleine Maße an. Die Wärmeisolierung nützt aber nichts, wenn die Mess­schraube in der Hosentasche oder in der Sonne liegt:-)
Die korrekte Messtemperatur beträgt übrigens immer 20°C, man nennt dies auch Bezugstemperatur.

Einstellmaße für Bügelmess­schraubenZum Überprüfen der Bügelmess­schrauben verwendet man Prüfstifte (Bild links) in verschiedenen Längen. Verschiedene Längen sind nötig, da ein Messgerät bei verschiedenen Maßen auch verschiedene Abweichungen haben kann. Dies ist wie bei einem Tachometer, der bei 50km/h und bei 100km/h auch unterschiedliche Abweichungen haben kann.
Die Prüfstifte sind Zylinderendmaße, die Messflächen haben, als ob sie aus einem Zylinder herausgeschnitten wären. Mit dieser Form können die Prüfstifte zwi­schen den Messflächen der Bügelmess­schraube nicht verkanten - jedenfalls nicht in einer Richtung. Theoretisch wären Kugelendmaße noch besser, aber sie werden an der kleinen Berührfläche eher eingedrückt, außerdem sind sie teurer.
Die Ver­wen­dung von Endmaßen zum Prüfen von Mess­schrauben ist wegen der goldenen Regel der Mess­technik erforderlich. Nach der goldenen Regel muss nämlich ein Messgerät 5- bis 10-mal genauer sein als die Toleranz des Prüflings. In diesem Fall ist das Einstellmaß das Prüfgerät und die Mess­schraube der Prüfling, deshalb müssen die Einstellmaße 10- mal genauer als die Mess­schraube sein. Das leisten nur Endmaße.

Innenmess­schrauben; eng: three-point inside micrometer, frz: jeu de micromètres intérieur

2-Punkt-Innen-Mess­schraubeAndere Bauarten sind 2-Punkt-Innenmess­schrauben, mit denen man z.B. den Innendurchmesser von Bohrungen misst. Der Durchmesser der Bohrung muss mindestens so groß sein, wie die Innenmess­schraube lang ist.

3-Punkt-Innen-Mess­schraube3-Punkt-Innenmess­schrauben (Bild rechts) sind leichter zu zentrieren als 2-Punkt-Mess­schrauben, außerdem sind sie auch für kleinere Durchmesser geeignet.

Einstellring für Innenmess­schrauben Zum Überprüfen von Innenmess­schrauben verwendet man Einstellringe (Bild links). Wie bei den Prüfstiften handelt es sich auch hier um Zylinderendmaße. Diesmal ist die Zylinderform leichter zu erkennen, weil sie vollständig ist.

sonstige Mess­schrauben

Gewinde-PrüfstifteFür besondere Aufgaben benötigt man zusätzliche Austattungen.

Messschraube für ZahnweitenmessungMit den Gewindeprüfstiften (Bild links) kann man den Flankendurchmesser von Gewinden prüfen. Man legt einen Prüfstift in eine Seite des Gewindes und die beiden anderen beiden Prüfstifte auf die andere Seite des Gewindes. Dann kann man den Abstand der Prüfstifte mit einer Bügelmess­schraube messen und den Flankendurchmesser des Gewindes be­rech­nen.

Zahnweiten-Bügelmess­schrauben (Bild rechts) haben Einsätze, mit denen man den Abstand von Zähnen bei Zahnrädern prüfen kann.

Messuhren, Feinzeiger, elektrische Messgeräte

MessständerMessuhren und Feinzeiger werden für Vergleichsmessungen eingesetzt.
Man kann sie auf einem Messständer einspannen (Bild links mit Feinzeiger) und auf einen Messtisch stellen.
Dann stellt man Parallelendmaße darunter, die ca. 1/1000mm genau sind, und stellt die Messuhr (Feinzeiger) auf Null.
Zuletzt stellt man sein Werkstück darunter und liest an der Messuhr (Feinzeiger) die Abweichung des Werkstückes von der Länge des Parallelendmaßes ab. Wenn die Abweichung innerhalb der Toleranz liegt, ist das Werkstück in Ordnung.

Wenn man sein Werkstück auf dem Messtisch verschiebt, kann man auch noch prüfen, ob die Oberfläche des Werkstückes eben ist.

Messuhren; eng: dial gauge, frz: comparateur á cadran, span: comparador de cuadrante

digitale MessuhrMessuhr.jpgBei Messuhren mit Rundskale (Bild rechts, daneben eine Messuhr mit digitaler Anzeige) wird die Längsbewegung des Messtasters mittels Zahnstange und Zahnrad auf den Zeiger übertragen. Dadurch kann sich der Zeiger der Messuhr mehrmals im Kreis drehen. Die Anzahl der Umdrehungen wird mit einem weiteren Zeiger angezeigt, so wie der Stundenzeiger einer Uhr die Anzahl der Umdrehungen des Minutenzeigers anzeigt.
Die Zahnstangenübersetzung hat den Vorteil, dass die Messuhr einen großen Mess­bereich hat. Messuhren erreichen eine Genauigkeit von ca 1/100mm.

Feinzeiger

Der Nachteil von Messuhren ist die relative ungenaue Zahradübersetzung. Feinzeiger arbeiten mit einer Hebelübersetzung, die wesentlich genauer ist. Feinzeiger erreichen deshalb eine Genauigkeit von fast 1/1000mm. Ihr Nachteil ist, dass sich der Zeiger von Feinzeiger nicht mehrmals drehen kann (siehe Bild des Feinzeigers am Messständer) und deshalb der Mess­bereich von Feinzeigern nicht groß ist.

elektrische Messtaster

induktiver Messtaster und AnzeigegerätMesstaster_induktiv.jpgElektrische Messtaster werden ähnlich angewendet wie Messuhren und Feinzeiger, aber sie unter­scheiden sich in Aufbau und Funk­tionsweise.

Induktive Messtaster (Bild rechts mit Anzeigegerät) arbeiten analog und erreichen sehr hohe Genauigkeiten bis zu einem 1/100µm = 1/100'000mm.
Man verwendet sie z.B. um Parallelendmaße ( siehe unten ) zu vergleichen.

Digitale elektrische Messgeräte arbeiten mit einer elektronischen Strichteilung. Sie sind wesentlich ungenauer als induktive Messtaster (bestenfalls 1µm = 1/1000mm), können aber dafür sehr große Mess­bereiche abdecken. Sie werden z.B. in digitalen Messschiebern, CNC-Maschinen und 3D-Mess­maschinen eingesetzt.

Endmaße

Endmaße sind Klötzchen aus Metall oder Keramik, die ein bestimmtes Maß sehr genau verkörpern. Auch der Urmeter in Paris ist ein Endmaß, allerdings wird es nicht mehr benötigt, weil man heutzutage einen Meter optoelektronisch genauer vermessen kann als mit dem Urmeter.
In Werkstätten werden Endmaße aber weiter benötigt, denn jede Werkstatt kann mit Endmaßen die eigenen Messgeräte und Lehren überprüfen oder direkt Messungen vornehmen.

Parallelendmaße

angeschobene Endmaße mit KlemmhalterMessschraube_Pruefsatz.jpgDie wichtigsten Endmaße sind Parallelendmaße. Parallelendmaße sind quaderförmige Blöcke, die man zusammensetzen und mit denen man jede Länge auf rund 1/1000mm genau erzeugen kann.
Die Endflächen von Parallelendmaßen sind so genau gearbeitet, dass sie aneinander haften, wenn sie angeschoben wurden. Anschieben nennt den Vorgang, mit dem Endmaße zusammengesetzt werden. Allerdings können die Flächen unlösbar verschweißen, wenn sie zu lange angeschoben bleiben. Auch sonst müssen Endmaße sehr pfleglich behandelt werden.

Rechts ist ein Satz von keramischen Endmaßen in einer Abstufung dargestellt, der zum Prüfen von Mess­schrauben verwendet werden kann. Mit dem Planglas (rechts unten im Kasten) kann man die Ebenheit der Messflächen der Mess­schraube prüfen.

Im Bild links sind angeschobene Parallelendmaße dargestellt. Um Wärmeübertragung von der Hand auf die Endmaße zu vermeiden greift man sie mit einem Klemmhalter.

Für allgemeine Anwendungen verwendet man Endmaße mit systematischer Abstufung. Ein Normalsatz enthält 45 Endmaße mit den Längen 1,001 bis 1,009 mm; 1,01 bis 1,09mm (in 0,01mm-Stufung); 1,1 bis 1,9mm; 1 bis 9mm und 10 bis 90mm. Damit können alle Maße zwi­schen 3 und 100mm in 0,001mm-Stufung mit nicht mehr als 5 Endmaßen kombiniert werden.

Parallelendmaße werden optisch geprüft. Wenn man einen geprüften Satz von Parallelendmaßen hat, kann man andere Parallelendmaße mit induktiven Messtastern vergleichen.

Winkelendmaße

Zylinderendmaße

Kugelendmaße

Winkelmesser

Haarlineal (DIN 875); eng: straight edge ruler, frz: règle à filet selon

unvollständig - wird fort­gesetzt

Literaturhinweise

siehe übergeordnete Seite