Ratgeber
Die Arbeit mit einem Messschieber ist vielen Heimwerkern vertraut. Weniger bekannt sind jedoch Messmittel wie beispielsweise die Bügel-Messschraube (für Bauteile) und die Messuhr. Letztere ist jedoch ein ideales Messinstrument, um Längenunterschiede mit Präzision zu bestimmen. Wie genau funktioniert eine Messuhr? Welche Funktionen unterscheiden digitale und analoge Modelle und worauf sollte ansonsten geachtet werden?
Diese Fragen beantworten wir in unserem Ratgeber.
Die Werkzeuge zur Messung von Längendifferenzen gibt es seit dem 19. Jahrhundert. Sie zeigen mit hoher Genauigkeit an, wie die Oberflächenstruktur und gegebenenfalls der Verzug eines Werkstückes variieren.
Am häufigsten nutzen Werkstätte und ambitionierte Heimwerker eine Messuhr, wenn Qualitätskontrollen an Werkstücken durchgeführt werden sollen. Der Rundlauf aller sich drehenden Maschinenteile kann exakt bestimmt werden. Dazu zählen beispielsweise Räder und Rotoren, aber auch Kurbelwellen oder Motoren.
Zum Messen wird der Stift, Messtaster oder Messbolzen genannt, der Messuhr mit leichtem Druck aufgesetzt und das Werkstück in Rotation versetzt. Die Längsbewegung wird vom Messtaster an der Messuhr erfasst. Die übertragene Kraft zeigt durch einen analogen Zeiger oder eine digitale Ablesung an, ob die vermessene Fläche eben ist oder nicht.
Damit ein Werkstück in Rotation gemessen werden kann, muss es entsprechend in Bewegung versetzt werden und die Messuhr muss in diese Bewegungsrichtung mitlaufen. Dies wird im Regelfall durch ein Stativ ermöglicht. Ein Messuhrstativ gibt dem Messgerät eine fixe Position und ist über Gelenke so verstellbar, dass es ideal auf das Werkstück aufgesetzt werden kann.
Unser Praxistipp: Einsatzbereich von Messuhren
Je nach geplantem Einsatzbereich ist es sinnvoll, über eine wassergeschützte oder sogar wasserdichte Messuhr nachzudenken. Viele nutzen mindestens die Schutzart IP 52, um gegen Staub und Tropfwasser geschützt zu sein.
Eine Präzisions-Messuhr kann nicht nur für Rundlauf- und Ebenheitsmessungen genutzt werden, sondern auch für Lagemessungen. Sie kann Präzisionsbauteile vermessen und zum Beispiel bestätigen, dass Muttern und Flanschverschraubung ideal sitzen.
Als mechanisches Messgerät arbeiten die Geräte mithilfe der Kraftübertragung. Modelle mit analoger Ablesung übertragen die Kraft am Messtaster über eine Zahnstange und ein Zahnrad auf den Zeiger.
Dieser bewegt sich auf dem runden Ableseblatt, das optisch an ein Uhrenziffernblatt erinnert. Eine Skalenteilung zeigt den Messbereich an und erlaubt problemlos das Ablesen. Je nach Modell liegt dieser Bereich bei einem anderen Maximalwert.
An dieser Stelle muss vor dem Kauf der Einsatzwunsch bedacht werden. Ein kleiner Messbereich reicht bis maximal 0,2 Millimeter, ein großer Bereich kann bis zu 100 Millimeter erreichen.
Für ein komfortables Ablesen gibt es Messuhren mit einer drehbaren Skalenanzeige. Häufig lassen sich sogar die Toleranzmarken verstellen.
Neben dem Millimetermessbereich gibt es einen kleinen Zeiger mit einem eigenen Messbereich. Hier wird die Zahl der Umdrehungen angegeben.
Unser Praxistipp: Bezugstemperatur
Da Werkstücke sich bei verändernden Raumtemperaturen ausdehnen oder zusammenziehen, sollte für eine exakte Messung eine konstante Bezugstemperatur vorliegen. Im Zuge ihrer Kalibrierung werden Messuhren immer bei 20 Grad Celsius eingestellt.
Ist das Messen beendet, wird der Zeiger über eine Federmechanik wieder an den Nullpunkt versetzt. Für die nächste Anwendung ist damit alles auf den Ausgangspunkt zurückgesetzt.
Eine digitale Messuhr arbeitet in ihrem Inneren nach demselben Prinzip. Die Ausführung mit digitalem Display erleichtert jedoch das Ablesen für den Anwender. Es entfällt beispielsweise das Risiko des fehlerhaften Ablesens, wenn nicht frontal auf die analoge Anzeige geblickt wird.
Eine mögliche Funktion der digitalen Messuhr stellen Umschaltmechanismen dar, die beispielsweise zwischen Millimetern und Inch wechseln. Die Messergebnisse können so direkt für die weitere Verarbeitung genutzt werden.
Abbildung: eine Messuhr in digitaler Ausführung mit einem in der Mitte befindlichen Umschalter „mm/in“
Die Norm DIN 878
Dieses Kaufkriterium ist im Grunde Pflicht, wenn Sie mit der Messuhr wirklich aussagekräftige Ergebnisse erhalten möchten. Doch was sagt die DIN 878 aus?
Damit sie in allen Bereichen als genormtes Prüfmittel genutzt werden können, gibt es die Norm DIN 878. Das Übersetzungsverhältnis von Zahnstange und Zahnrad sollte sich im Bereich von tausendstel Millimetern bewegen. Dafür müssen alle verarbeiteten Komponenten hochwertig und der Messbereich exakt abgegrenzt sein. Über DIN 878 werden die Mindestanforderungen dafür festgeschrieben. Die Abweichungsspanne darf maximal fünf Mikrometer bei einer Teilmesspanne von 0,1 Millimeter betragen. Die Gesamtabweichungsspanne bei 10 Millimetern wird bei 17 Mikrometer festgelegt. Die Fehlergrenzen sind also sehr eng gesteckt. Zudem ist die Messkraft festgelegt, die niemals unter 0,3 und nie über 1,5 Newton liegen darf.
Der Messeinsatz
Die Messtaster werden nicht nur als Messbolzen, sondern oft einfach Messeinsätze genannt. Diese Formulierung weist darauf hin, dass sie häufig nicht fix mit der Messuhr verbunden sind. Die Hersteller haben vorgesehen, dies als austauschbares Zubehör zu gestalten.
Entsprechend haben Nutzer die Möglichkeit, den Messeinsatz zu wechseln, damit der Taster zum Werkstück passt. Ein Messeinsatz kann etwa aus Hartmetall bestehen, keramik- oder auch kunststoffbestückt sein.
Um den Austausch einfach zu gestalten, sind die Einsätze im Regelfall mit einem M2,5 Anschlussgewinde zu befestigen. In seltenen Ausnahmen ist die Nutzung eines Adapters notwendig.
Kalibrierung
Die meisten Messuhren sind beim Verkauf nach dem Werksstandard kalibriert, besitzen dafür allerdings kein Zertifikat. Gegen Aufpreis bieten Hersteller Modelle, die durch entsprechende Labore zertifiziert wurden.
Digitale Messuhr samt Software
Wer sich für ein digitales Modell entscheidet, bekommt vom Hersteller häufig die Option eine Schnittstelle zur Weitergabe der Messergebnisse zu nutzen. Häufig im Einsatz ist die UsbCom Standard / Professional Software.