Messuhren - Arten und Eigenschaften

Messuhren sind aus der industriellen Fertigung nicht wegzudenken. Sie sichern Präzision und Qualität in unterschiedlichen, technischen Prozessen. In unserem Blog beleuchten wir ihre Bedeutung und stellen die verschiedenen Arten wie analoge, digitale und induktive Messuhren vor. Zudem werfen wir einen Blick auf moderne Alternativen und erläutern, wie Messuhren in der Fertigung zur Toleranzkontrolle, Maschinenjustierung und Qualitätsprüfung eingesetzt werden. Erfahren Sie, wie diese Messinstrumente die Effizienz und Genauigkeit in der Industrie nachhaltig verbessern!

Die Bedeutung von Messuhren in der Industrie

Präzise und zuverlässige Messungen sind in der industriellen Fertigung von sehr hoher Bedeutung, um die Qualität von Produkten sicherzustellen und Fertigungsprozesse effizient zu gestalten. Messwerkzeuge und Messausrüstungen spielen eine zentrale Rolle in der Qualitätssicherung, der Maschinenkalibrierung und der Überwachung von Fertigungsprozessen. Mehr über grundlegende Messverfahren in der Qualitätskontrolle erfahren Sie in unserem Artikel über Messtechnik. Die Bandbreite von Messwerkzeugen ist enorm und reicht von einfachen Handmessgeräten bis hin zu komplexen, computergestützten Messsystemen. Jedes dieser Instrumente ist auf spezifische Anwendungsfälle zugeschnitten, um in unterschiedlichen Fertigungsumgebungen die notwendigen Messdaten präzise und effizient zu erfassen.

In der industriellen Messtechnik gibt es verschiedene Arten von Messgeräten, die je nach Anwendung und Genauigkeitsanforderung eingesetzt werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen direkten Messinstrumenten, die absolute Werte wie Länge oder Durchmesser erfassen, und Vergleichsmessgeräten, die Abweichungen von einer festgelegten Referenz messen.

Aufbau, Arten und Eigenschaften von Messuhren

Die Messuhr, zum Beispiel, ist ein Vergleichsmessgerät. Sie wird für die Erfassung von Längenmaßen oder Abweichungen von einer definierten Referenzposition verwendet. Eine Messuhr kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn höchste Genauigkeit und Wiederholpräzision gefordert sind, beispielsweise in der industriellen Qualitätskontrolle, bei Maschinenjustierungen oder in der Werkstückvermessung. Häufig wird eine Messuhr zum Messen von Rundlaufabweichungen, zur Kontrolle von Toleranzen oder zur Überprüfung von Planheit verwendet. Weiterführende Informationen zu Maßtoleranzen sowie Lagertoleranzen finden Sie unseren Artikeln über die Grundlagen der Maßtoleranzen bzw. über Form- und Lagertoleranzen nach ISO 1101.

Der Aufbau von Messuhren variiert je nach Art und Funktion der Uhr. In der Regel bestehen Messuhren aus einem Gehäuse mit einem Zifferblatt, einer Messspindel und einem präzisen Rückführsystem, das Bewegungen in feinste Messwertänderungen umsetzt. Über einen Zeiger oder eine digitale Anzeige werden die gemessenen Abweichungen sichtbar gemacht.

(1) Skalenscheibe, (2) Außenring, (3) Zeiger, (4) Umdrehungszähler, (5) Klemmvorrichtung, (6) Display, (7) Bedientasten, (8) Aufnahmeschaft, (9) Messbolzen, (10) Messeinsatz

Analoge Zifferblatt-Messuhren

Analoge Zifferblatt-Messuhren gehören zu den am weitesten verbreiteten Messinstrumenten in der Industrie und basieren auf mechanischen Prinzipien.

Ihre Messwerte werden durch ein Zahnrad- oder Hebelsystem auf ein Zifferblatt übertragen, auf dem eine Nadel die gemessene Abweichung anzeigt. Sie werden beispielsweise für die Prüfung von Rundlaufabweichungen oder bei der Überwachung von Toleranzen an Werkstücken eingesetzt. Ein Vorteil ist ihre Unabhängigkeit von Energiequellen wie Batterien. Da sie ohne elektronische Komponenten auskommt, ist sie außerdem robust und widerstandsfähig gegen raue Umgebungsbedingungen wie Staub oder Feuchtigkeit. Analoge Messuhren bieten eine hohe Genauigkeit, sind jedoch von der Ablesegenauigkeit der ablesenden Person abhängig. In unserem Artikel Passungsarten und Toleranzen finden Sie hilfreiche Informationen zur richtigen Interpretation der Messwerte von analogen Messuhren.

Dickenmessgeräte

Ein Dickenmessgerät wird verwendet, um die Dicke von Materialien wie Blechen, Platten oder Folien exakt zu messen.

Die Messung erfolgt mit zwei Messflächen, zwischen denen das Material platziert wird, um die Dicke auf dem Zifferblatt abzulesen.

Fühlhebelmessgerät

Ein Fühlhebelmessgerät ist ideal für die Messung von schwer zugänglichen Stellen oder kleineren Bauteilen.

Dieses besitzt einen schwenkbaren Hebel, der kleine Abweichungen erfasst und diese präzise auf einem Zifferblatt anzeigt.

Tiefenmessgerät

Ein Tiefenmessgerät misst die Tiefe von Bohrungen, Nuten oder Aussparungen.

Der Messstab wird in die Vertiefung eingeführt, und das Zifferblatt zeigt die exakte Tiefe an. Diese Geräte sind besonders bei der Bearbeitung von Werkstücken mit tieferen Aussparungen nützlich.

Digitale Messuhren

Im Gegensatz zu analogen Messuhren verfügen digitale Messuhren über ein Display mit einer numerischen Anzeige.

Dies bietet den Vorteil, dass der Benutzer den Messwert direkt und ohne Interpretationsspielraum ablesen kann. Digitale Messuhren arbeiten entweder mit einem kapazitiven, optischen oder elektromagnetischen System, das die Messdaten erfasst und in Echtzeit anzeigt. Einige Modelle bieten zusätzliche Funktionen wie die Möglichkeit, Daten zu speichern, zu übertragen oder mit anderen Messsystemen zu vernetzen. Sie sind ideal für industrielle Anwendungen, die eine präzise, wiederholbare und schnelle Messdatenerfassung erfordern, wie in etwa bei der CNC-Maschinenkalibrierung. Digitale Messuhren lassen sich, einen geeigneten Anschluss vorausgesetzt, gut in automatisierte Systeme integrieren.

Induktive Messuhren

Induktive Messuhren nutzen ein elektromagnetisches Prinzip zur Messdatenerfassung. Diese Messuhren sind besonders präzise und eignen sich hervorragend für automatisierte Messsysteme und hochpräzise Messaufgaben. Induktive Messuhren verwenden einen beweglichen Stift, der die Position eines Objekts oder Werkstücks erfassen kann. Die Bewegung des Stifts erzeugt ein magnetisches Feld, das von einem Sensor gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dieses Signal wird dann digital ausgewertet und liefert präzise Messwerte. Induktive Messuhren werden häufig in der Fertigungsautomatisierung und Qualitätssicherung verwendet, da sie sich problemlos in bestehende elektronische Systeme integrieren lassen. Aufgrund ihrer hohen Messstabilität und Wiederholpräzision sind sie eine bevorzugte Wahl in hochpräzisen und automatisierten Umgebungen.

Ersatz für Messuhren: Moderne Alternativen und deren Vorteile

Obwohl Messuhren seit vielen Jahren eine bewährte Methode zur Präzisionsmessung in der Industrie darstellen, gibt es heute immer mehr Alternativen, die in bestimmten Anwendungen den klassischen Messuhren überlegen sein können. Diese Ersatztechnologien bieten oft zusätzliche Funktionalitäten, höhere Genauigkeit, bessere Integration in digitale Systeme oder größere Flexibilität. Im Folgenden werden einige der gängigsten Ersatzmethoden und ihre Vorteile im Vergleich zu traditionellen Messuhren erläutert.

Berührungslose Messsysteme

Berührungslose Messsysteme nutzen physikalische Prinzipien wie Schallwellen, Magnetfelder oder optische Technologien, um Abstände, Materialeigenschaften oder Positionen zu messen - ohne direkten Kontakt mit dem zu messenden Objekt. Diese Systeme sind ideal für Anwendungen, bei denen das Werkstück empfindlich ist oder die Messung in schwer zugänglichen Bereichen durchgeführt werden muss. Die Messung mit berührungslosen Systemen, wie z.B. mit Ultraschall-Messgeräten, bietet dabei eine schnelle, präzise und verschleißfreie Lösung, die sich in vielen industriellen Bereichen etabliert hat. Optische Messsysteme sind ein typisches Beispiel für berührungslose Messsysteme, die Kameras und Bildverarbeitungstechnologien verwenden. Sie können mehrere Parameter gleichzeitig in Echtzeit erfassen und die Messergebnisse sofort digitalisieren, und werden daher bevorzugt in automatisierten Fertigungsprozessen eingesetzt. Zu den optischen Messsystemen gehören u.a. Triangulationssensoren und Interferometer.

Lasermesssysteme

Laserbasierte Messsysteme zeichnen sich durch eine berührungslose Messmethode aus, die vor allem in der hochpräzisen Fertigung und bei empfindlichen Werkstücken von Vorteil ist. Diese Messsysteme nutzen Laserstrahlen, um Abstände, Durchmesser, Oberflächenbeschaffenheiten oder Positionen zu messen. Lasermesssysteme sind äußerst präzise und können selbst bei sehr kleinen Bauteilen verwendet werden. Lasertracker, Laser-Distanzmessgeräte und Laser-Scanner sind Beispiele für Lasermesssysteme.

Koordinatenmesssysteme

Koordinatenmessmaschinen (KMG) sind präzise Messgeräte, die in der Lage sind, die genauen zwei- oder dreidimensionalen Koordinaten eines Werkstücks zu erfassen. Sie verwenden in der Regel mehrere Messmittel, wie zum Beispiel Messtaster, Laser oder optische Systeme, in Kombination mit hochpräzisen Koordinatenantrieben, um genaue Messungen durchzuführen. Diese Art der Messgeräte, insbesondere 3D-Koordinatenmessgeräte, sind ideal für die Inspektion komplexer Bauteile und ermöglichen eine vollständige Prüfung der Geometrie und Maßhaltigkeit.

Messuhren in der industriellen Fertigung: Einsatzgebiete und Anwendungen

Messuhren werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, um die Qualität von Produkten sicherzustellen, Maschinen präzise einzustellen und Produktionsprozesse zu optimieren. Ihre Fähigkeit, mikroskopisch kleine Abweichungen in Form und Maß zu erkennen, macht sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug für jede Branche, in der hohe Präzision gefordert ist.

• Präzisionsmessung von Werkzeugen: Eins der häufigsten Einsatzgebiete von Messuhren ist die Kontrolle von Toleranzen und Abweichungen bei der Herstellung von Werkstücken. In der Fertigung, insbesondere im Maschinenbau, sind enge Toleranzgrenzen ausschlaggebend für die Qualität und Funktionsfähigkeit von Bauteilen. Messuhren sind ideal, um den Rundlauf eines rotierenden Teils zu überprüfen oder um sicherzustellen, dass die Maße eines Bauteils innerhalb der festgelegten Toleranzgrenzen bleiben.
• Kontrolle von Spiel und Fluchtung in Montageprozessen: In der industriellen Montage müssen Bauteile exakt aufeinander abgestimmt werden. Messuhren helfen dabei, das richtige Maß an Spiel zwischen Komponenten zu gewährleisten und sicherzustellen, dass alle Teile korrekt ausgerichtet (fluchtend) sind. Dies ist wichtig für die korrekte Funktion mechanischer Baugruppen, da selbst geringfügige Abweichungen zu erhöhtem Verschleiß oder Fehlfunktionen führen können.
• Justierung und Einrichtung bei Maschinen: Messuhren werden verwendet, um Maschinen während des Einrichtungsprozesses zu justieren und einzurichten. Dies gilt insbesondere für CNC-Maschinen, Dreh- und Fräsmaschinen, bei denen Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Bearbeitungsprozesse von entscheidender Bedeutung sind.
• Qualitätsprüfung und Endprüfung: Bevor ein Produkt die Fertigung verlässt, wird es mit Messuhren auf seine Einhaltung der Spezifikationen überprüft. Dies kann die Prüfung von Oberflächenebenheit, Parallelität oder der Planheit eines Werkstücks beinhalten. In der Serienfertigung sind Messuhren ein Standardinstrument, um sicherzustellen, dass alle Teile identisch sind und innerhalb der geforderten Toleranzen liegen.