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Prüfen-Messen-Lehren

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Messschieber
Werkzeug-Ratgeber
Zusatzwerkzeuge


Prüfen heisst feststellen, ob ein zu prüfender Gegenstand die vorgeschriebenen Bedingungen erfüllt.

Beim Messen verwendet man ein Gerät mit geeichter Skala an der man die Messgrösse ablesen kann. Das Messgerät kann starr (Lineal) oder verstellbar sein (Messschieber).

Prüfen im Betrieb

Beim Lehren vergleicht man die Form oder ein Mass mit einer Lehre, die ein vorgeschriebenes Mass oder eine gewünschte Form verkörpert. Die Lehre ist starr, sie hat keine Skala und keine beweglichen Teile.


Das Prüfen von Ersatzteilen, Werkstücken und montierten Aggregaten beginnen wir praktischerweise mit unseren eigenen fünf Sinnen.
-Mit den Augen nehmen wir Farbe, Form, Risse, Kratzer und vieles andere wahr.
-Mit den Ohren hören wir Geräusche die Rückschlüsse ziehen lassen auf den Zustand eines mechanischen Apparates.
-Mit den Fingern tasten wir die Güte einer Oberfläche oder fühlen die Temperatur.
-Die Nase verrät uns, wenn die Bremsbeläge verrauchen. Stoffe können nach ihrem Geruch erkannt werden.
-Geruchlose Stoffe können wir am Geschmack unterscheiden.

Längenmessung
Zur Längenmessung stehen zwei Masssysteme zur Verfügung: das Metrische- und das Zoll-Masssystem. In der Metalltechnik verwendet man die Einheit Millimeter, 1 m enthält 1000 mm.

Das Zollmasssystem findet teilweise noch in angelsächsischen Ländern verwendung. Wer sich mit englischen oder amerikanischen Veteranenfahrzeugen befasst, tut gut daran sich diese Kenntnisse anzueignen. Das Bruchrechnen aus der 6. Primarklasse ist aufzufrischen. 1 Zoll entspricht 25.4 mm.

Messgeräte
Die Masstoleranz und Form ist entscheidend für die Wahl des Messmittels. Ein Lineal oder Gliedermassstab genügt, um den Radstand eines Töffs zu messen. Den Gewindedurchmesser einer Schraube bestimmen wir mit dem Messschieber und den Kolbendurchmesser messen wir mit Hilfe der Messsschraube (Mikrometer). Den Winkel des Steuerkopfs legen wir mit dem Transporteur fest. Der Rundlauf von Wellen und Rädern wird am sichersten mit Hilfe einer entsprechend montierten Messuhr bestimmt.

Lehren
Gebräuchliche Lehren für den Hobbyschrauber sind Winkel, Radien- und Blattlehre. In der Industrie finden Haarlineale, Grenzlehren, Kegellehren, Steigungslehren und andere breite Anwendung.

Regeln für das Arbeiten mit Prüfgeräten
-Entsprechend der geforderten Masstoleranz das geeignete Gerät auswählen.
-Messgeräte sind periodisch zu kontrollieren auf Masshaltigkeit und Beschädigungen.
-Messgeräte sind bei 20° zu verwenden, also nie an die Sonne legen.
-Skalen sind mit rechtwinkliger Blickrichtung abzulesen.
-Geräte sauber halten und getrennt von andern Werkzeugen aufbewahren.
-Schleif- und Feilenspäne sind Gift für Messuhren, Messschieber und Messschrauben.

ISO-Toleranzsystem
Um rationell fertigen zu können und um die Austauschbarkeit von Ersatzteilen zu gewährleisten, hat der Internationale Normenausschuss (ISO) das ISO-Toleranzsystem eingeführt.

20 Toleranzklassen für Längenmasse (01,0,1-18) bestimmen die Grösse des Toleranzfeldes, das heisst die Qualität. Je kleiner die Zahl, desto kleiner das Toleranzfeld. Mit drehen und fräsen kann die Qualität 7 erreicht werden.

Die Lage des Toleranzfeldes zur Nulllinie des Nennmasses wird durch 28 Lagen festgelegt. Bei Bohrungen werden grosse und bei Wellen kleine Buchstaben verwendet.

Zum Beispiel bedeutet 20 H7, dass die Bohrung im Toleranzbereich von 20.000 bis 20.021 liegen muss.
Eine Welle 29 h6 muss im Bereich von 19.87 bis 20.000 liegen.

Je höher die Massqualität einer Partie, desto höher muss auch die Oberflächengüte sein. Die Rauheit von Oberflächen wurde früher in die Rauheitsklassen N1 bis N16 eingeteilt. Mit drehen und fräsen lassen sich die Klassen N7/N6 erreichen. Sägen ergibt Oberfächen der Klasse N11. Mit Schleifen und Polieren lassen sich die Klassen N6 und kleiner herstellen. Die Rauheit kann mit Messgeräten gemessen werden. In der Werkstattpraxis vergleicht man die Werkstücke mit der Oberfläche von Musterplättchen, wie dem bekannten Rugo-Test.
In der industriellen Fertigung werden Oberflächen mit Tastschnittgeräten erfasst. Diese erstellen das P-Profil (ungefiltertes Primärprofil), das R-Profil ( Rauheitsprofil) und das W-Profil (Welligkeitsprofil). Aus den drei Profilen können können Grössen berechnet werden. Auf Zeichnungen werden die Oberflächenkenngrössen Ra und Rz immer in Verbindung mit einem Symbol angegeben.
Rz = Mittelwert aus den Einzelrautiefen Z1 bis Z2, Rmax = grösste Einzelrautiefe, Ra = arithmetischer Mittelwert der absoluten Werte der Profilabweichung Z von der Mittellinie innerhalb der Einzelmessstrecke.

Vergleich der Rauheitsklassen N1 bis N12 mit den Rauwerten Ra
N1 = Ra 0.025
N2 = Ra 0.05
N3 = Ra 0.1
N4 = Ra 0.2
N5 = Ra 0.4
N6 = Ra 0.8
N7 = Ra 1.6
N8 = Ra 3.2
N9 = Ra 6.3
N10 = Ra 12.5
N11 = Ra 25
N12 = Ra 50

Form- und Lagetoleranzen
Neben den Masstoleranzen sind auch die Form- und Lagetoleranzen zu beachten. Formtoleranzen geben zulässigen Abweichungen von der idealen geometrischen Form an. Lagetoleranzen geben die zulässigen Abweichungen von der idealen geometrischen Lage mehrerer Bauelemente zueinander an. Zum Beispiel, wie unrund darf eine Felge sein, damit sie noch gefahrlos verwendet werden kann.

Für eine umfassende Darstellung des ISO-Toleranzsystems und der ensprechenden Tabellen sei auf die entsprechende Fachliteratur hingewiesen (Normenauszug für Technische Schulen, ISBN 3-909-750-03-9). Weitere Infos gibt es auch auf den Sites der Normenvereinigungen von Deutschland und der Schweiz.

Weitere Links: ISO-Toleranzsystem, Qualitätsmanagement, Gewinde, Berufskundefragen für Polymechaniker und ähnliche Berufe

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Druckprüfer

Zwei Luftdruckmesser, oben ein Instrument mit Uhr, unten ein Dunlop Taschen-Druckprüfer.

Angaben zum Reifen-Luftdruck findet man in der Betriebsanleitung des Motorrads oder in Tabellen der Reifenhersteller.

Nach längerem Stillstand (Winterpause) muss der Druck in den Reifen überprüft werden.

Grenzlehren

Zwei Lehren aus der Industrie, oben die Grenzrachenlehre, unten der Grenzlehrdorn.

Mit diesen Lehren lässt sich jeweils nur ein Mass und ein Toleranzfeld prüfen. Die Ausschussseite der Lehren ist rot markiert. Die Lehren sollen durch ihr Eigengewicht über oder in die zu prüfende Partie gleiten.

Gewindelehrdorne

Satz Gewindelehrdorne
Innengewinde werden meist mit Gewindegrenzlehrdornen geprüft. Die Ausschussseite ist kürzer als die Gutseite, rot markiert und darf sich nicht einschrauben lassen.

Messuhr

Messuhr mit 1/100 mm Skala. Der blanke, zylindrische Schaft ist zur Aufnahme in Haltevorrichtungen, wie Magnetständer, vorgesehen. Die Messuhr eignet sich weniger für Absolutmessungen, denn für Vergleichs- und Rundlaufkontrollen.

Feinzeiger

Innenmessgerät INTERAPID IRA 2
Äußerst praktisches Gerät für Vergleichsmessungen, geeignet für Durchgangs- und Grundlochbohrungen, Einstiche und Eindrehungen sowie Innenmessungen an Werkstücken mit planparallelen Flächen, z.B. Nuten.

• Sehr großer Anwendungsbereich von 10 bis 150 mm.
• Durch ideale Formgebung und geringes Gewicht sichere Handhabung.
• Integrierter Feinzeiger mit 0,01 mm Skalenteilungswert und Feinstelleinrichtung für die Anzeige.

Preis Herbst 2011, Interapid IRA 2, 10-150 mm CHF 2296.-

Innenmessschraube

Die Dreipunkt-Innenmessschraube ist ein selbstzentrierendes und kostspieliges Gerät. Ihre Genauigkeit liegt bei 0.005 mm, der Messbereich bei max. 25 mm, je nach Grösse.

In Hobbywerkstätten dürfte dieses Gerät selten anzutreffen sein.

Preis Herbst 2011, Tesa 80-90 mm CHF 560.-
Preis Herbst 2011, Tesa 80-90 mm, Imicro, digitale Innenmessschraube mit Datenausgang CHF 1452.-

Messschraube

Die Messschraube (Mikrometer) ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich, mit einfacher Messtrommel (1/100 mm), als Tesamaster oder mit digitaler Anzeige (1/1000 mm). Es ist zu beachten, dass die Genauigkeit auch einer qualitativ guten Messschraube im Bereich von 0.002 bis 0.003 mm liegt. Die Messflächen sollen mit Hartmetall belegt sein, erkannbar an der dunkleren Farbe,

Der Messbereich einer Messschraube liegt in der Regel bei 25 mm. Besondere Ausführungen der Messschraube sind Zahnweiten-, Tiefen- und Gewindemikrometer.

Preise Herbst 2011, Tesamaster 0-25 mm CHF 275.-; 25-50 mm CHF 375.-; 50-75 mm CHF 399.-; 75-100 CHF 429.-
Preise für Tesa Micromaster, elektronische Messschraube, ohne Datenausgang, IP54, Herbst 2011, 0-30 mm CHF 359.-; 23-53 mm CHF 436.-

Messschieber

Messschieber werden heute mit drei verschiedenen Anzeigen geliefert: Nonius, Uhr und Digital. Uhr und Digital ersparen das "entziffern" des Nonius, das heisst sie erlauben eine schnelle, sichere Ablesung. Digitale Anzeigen haben weitere Vorzüge wie Nullpunkt an jeder beliebigen Stelle, Absolut- und Relativmessung, Umstellung Millimeter/Zoll und Datenausgang für die eletronische Datenerfassung.

Die Genauigkeit von Messschiebern liegt nicht unter 0.05 mm, man lasses sich nicht durch die Digitalanzeige täuschen.

Der abgebildete Messschieber ist immer noch mein bevorzugtes Gerät. Er ist robust und praktisch unverwüstlich, braucht keine Batterie und hat Millimeter- und Zollnonius.

Bei der Zündkerze handelt es sich um ein 12 mm Gewinde (Yamaha FZ750).

Preise für elektronische Messschieber von Tesa, mit Datenausgang, IP67 (flüssigkeitsunempfindlich), Sommer 2002
0-150 mm CHF 215.-
0-200 mm CHF 278.-
0-300 mm CHF 453.-

Gewindelehre

Die Steigungslehre erlaubt uns die Steigung von unbekannten Gewinden zu eruieren. Die Lehre verfügt über eine vielzahl von Plättchen mit verschiedenen Steigungen.

Eine Hälfte der Lehre ist metrisch (Steigung in mm pro Umgang), die andere Hälfte ist für Zollgewinde (Anzahl Umgänge je Zoll Gewindelänge).

Das Kerzengewinde hat eine Steigung von 1.25 mm. Die Bezeichnung für das (Fein-) Gewinde lautet: M12x1.25

Doppelmeter

Am Töff ist auch der gute alte Doppelmeter (Gliedermassstab) zu gebrauchen. Mit etwas Geschick können wir, wie in der Abbildung, die Kettenspannung nachstellen und das Rad in der Spur halten, indem wir beidseitig den Abstand von der Schwingenachse zur Radachse messen.

Arbeitsplätze in der Industrie
Arbeitsplatz 1

Lehrdorne, Grenzlehren, Messschieber, Tiefenmessschieber, Messschrauben, Feinzeiger, Haarlineal

Arbeitsplatz 2

Messschrauben, im Vordergrund ein ISO Toleranz-Schieber

Arbeitsplatz 3

Grenzlehren, Messschrauben, konventionelle Messschieber

Arbeitsplatz 4

Gewindelehrringe, Messschrauben, elektronischer Messschieber

Arbeitsplatz 5

Gewindegrenzlehrdorne, Messschrauben, Messschieber, Feinzeiger

Koordinatenmessmaschine Zeiss MPS Primo

CNC Koordinatenmessmaschine Zeiss Prismo MPS

Messmaschinen ermöglichen sehr genaue Messungen in 3-D-Messtechnik. Bei diesem Verfahren werden die Messgrössen des auf einem Prüftisch liegenden Werkstückes mit einem Messfühler punktweise abgetastet. Für jeden Messpunkt werden die x-y-z-Koordinaten festgestellt und so die gewünschten Messwerte ermittelt. Besondere Programme erlauben das vollautomatische Abtasten der Werkstückoberfläche und damit die Ermittlung von Mass, Form und Lage.
Quelle: Fachpraxis Metall, Cornelsen, ISBN 3-464-42050-7


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Text und Bilder Robert Pfeffer
CH-8194 Hüntwangen

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