Die Messuhr ist ein Vergleichsmessgerät, mit dem die Abweichung eines Maßes von einer Referenz (Meisterteil, Endmaß, Nennmaß) quantifiziert und Form- und Geometrieabweichungen wie Ebenheit, Rechtwinkligkeit, Ovalität sowie axialer oder radialer Rundlauf beurteilt werden. Sie ist als mechanische Messuhr, als digitale Ausführung und als hochgenauer Feinzeiger erhältlich und wird in der Werkstatt, im Messraum, in der Qualitätssicherung, in der Instandhaltung und in der Serienfertigung breit eingesetzt. Ihre Vielseitigkeit ergibt sich aus der Möglichkeit, sie auf einer großen Auswahl an Haltern, Magnetständern, Stativen und Messvorrichtungen zu montieren.
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Funktionsprinzip
Bei mechanischen Messuhren wird die axiale Verschiebung des Messbolzens über ein hochgenaues Zahnstangen-Ritzel-System in eine Drehung des Zeigers umgesetzt, wobei eine mechanische Übersetzung die Bewegung auf dem Zifferblatt verstärkt. Die typische Auflösung beträgt 0,01 mm bei Standardmodellen und 0,001 mm bei hochgenauen Feinzeigern. Bei digitalen Messuhren wird die Verschiebung von einem induktiven oder kapazitiven Aufnehmer erfasst und auf einem LCD-Display mit Auflösungen bis 0,0001 mm angezeigt, mit Max/Min-Funktionen, TIR (Total Indicator Reading) und Datenausgang.
Technische Merkmale
Der typische Messbereich beträgt 0-1 mm, 0-5 mm, 0-10 mm, 0-30 mm und mehr, mit einem der Anwendung angepassten Hub. Die Messkraft des Messbolzens liegt bei Standardmodellen in der Größenordnung von 0,8-1,5 N und bei Feinzeigern für Anwendungen an verformbaren Werkstoffen darunter. Die Größe des Zifferblatts (40, 58, 80 mm) bestimmt die Ablesbarkeit und die Größe der Winkelteilungen. Digitale Messuhren bieten zusätzlich Wertespeicher, statistische Funktionen, GO/NOGO-Grenzwerte sowie USB-, RS-232- und Bluetooth-Ausgänge für die automatische Datenerfassung in Qualitätssicherungssystemen.
Anwendungen
Messuhren werden zur Prüfung von axialem und radialem Rundlauf an Wellen und Naben, der Ebenheit von Oberflächen, der Rechtwinkligkeit zwischen Ebenen, der Ovalität von Ringen und Bohrungen, der Parallelität, der Konzentrizität gedrehter Bauteile und des Rundlaufs rotierender Teile eingesetzt. Sie sind unverzichtbar beim Einrichten von Werkzeugmaschinen, beim Zentrieren von Werkstücken auf Drehmaschinen und Schleifmaschinen, bei der Prüfung von Köpfen und Spindeln sowie in Mehrstellen-Messsystemen für die automatische Maßkontrolle. Im Messraum werden sie auf digitalen Messsäulen und Stativen für Messungen höchster Genauigkeit integriert.
Normen und Kalibrierung
Messuhren sind in ISO 463 (zuvor DIN 878) genormt, die technische Merkmale, Genauigkeitsklassen und messtechnische Prüfungen (Anzeigeabweichung, Wiederholpräzision, Umkehrspanne, Gesamtabweichung) festlegt. Die regelmäßige Kalibrierung erfolgt mit Prüfungen an Endmaßen und mit Kalibrierungen auf einem motorisierten Messtisch. Hochgenaue Feinzeiger erfordern strengere Prüfverfahren, mit Endunsicherheiten in der Größenordnung eines Mikrometers.
Auswahlkriterien
Bei der Auswahl der richtigen Messuhr sind der Messbereich, die Auflösung, die Genauigkeitsklasse (ISO 463), die Art des Messeinsatzes (Kugel, Teller, auswechselbare Spitze), die Größe des Zifferblatts für die Ablesbarkeit, die Umgebungsbedingungen und die Anforderungen an die Datenintegration zu berücksichtigen. Für Industrie-4.0-Anwendungen sind digitale Modelle mit Funkschnittstelle vorzuziehen; für Messungen höchster Genauigkeit bieten mechanische Feinzeiger nach wie vor Referenzleistungen hinsichtlich thermischer Stabilität und Unabhängigkeit von der Stromversorgung.
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