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

Die Mess­un­si­cher­heit ei­nes Mess­schie­ber be­trägt rund 1/10 mm.

Messschieber mit RundskaleMess­schie­ber mit Rund­ska­le (oder Mess­schie­ber mit Uhr, Ab­bil­dung rechts) kön­nen auf 1/100 mm 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 1/100 mm an und sind bei klei­nen Ma­ßen ge­nau­so un­ge­nau (±0,02 mm). Nur bei grö­ße­ren Ma­ßen sind sie ge­nau­er, dann be­trägt ih­re Ge­nau­ig­keit ±0,04 mm. Ihr Vor­teil ist al­so nicht die Ge­nau­ig­keit, aber sie sind leich­ter ab­zu­le­sen, des­halb gibt es we­ni­ger Ab­le­se­feh­ler.

Mess­schrau­ben (DIN 863)

Mess­schrau­ben gibt es in viel­en Bau­ar­ten. Ih­re Maß­ver­kör­pe­rung ist ein Ge­win­de, das meis­tens ei­ne Stei­gung (= Ab­stand von Ge­win­de­spit­ze zu Ge­win­de­spit­ze) von 0,5 mm 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 0,5 mm 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 1/100 mm.

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 25 mm. Der Mess­be­reich ist der Be­reich 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 Bügelmessschrauben
Zum Über­prü­fen ei­ner 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 50 km/h und bei 100 km/h 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 die­se 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 die­ser 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-Messschraube
An­de­re 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-Messschraube
3-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-Prüfstifte
Für be­son­de­re Auf­ga­ben be­nö­tigt man zu­sätz­li­che Aus­stat­tun­gen.

Messschraube für Zahnweitenmessung
Mit den Ge­win­de­prüf­stif­ten (Bild links) kann man den Flan­ken­durch­mes­ser von Ge­win­den prü­fen. Man legt ei­nen Prüf­stift in ei­ne Sei­te des Ge­win­des und die bei­den an­de­ren 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

Messständer
Mess­uh­ren 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. 1/1000 mm 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.jpg
Bei 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 1/100 mm.

Fein­zei­ger

Der Nach­teil von Mess­uh­ren ist die re­la­ti­ve un­ge­naue Zahn­rad­über­set­zung. Fein­zei­ger ar­bei­ten mit ei­ner He­bel­über­set­zung, die we­sent­lich ge­nau­er ist.Fein­zei­ger er­rei­chen des­halb ei­ne Ge­nau­ig­keit von fast 1/1000 mm.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.jpg
Elek­tri­sche 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 1/100 µm = 1/100'000 mm.
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 = 1/1000 mm), 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 er 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.jpg
Die wich­tigsten End­ma­ße sind Pa­ral­lel­end­ma­ße. Pa­ral­lel­end­ma­ße sind qua­der­för­mi­ge Blö­cke, die man zu­sam­men­set­zen und mit de­nen man je­de Län­ge auf rund 1/1000 mm 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 1,09 mm (in 0,01 mm-Stu­fung); 1,1 bis 1,9 mm; 1 bis 9 mm und 10 bis 90 mm. Da­mit kön­nen al­le Ma­ße zwi­schen 3 und 100 mm in 0,001 mm-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 -

Li­te­ra­tur­hin­wei­se

sie­he über­geord­ne­te Sei­te