Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin * Fachbereich Ingenieurwissenschaften II * Labor Messtechnik * Dipl.-Ing. H. Meinke. Unterschiedsmessung

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1 Fachbereich Ingenieurwissenschaften II Labor Messtechnik Anleitung zur Laborübung Unterschiedsmessung unter Berücksichtigung zufälliger Abweichungen Inhalt: 1 Ziel der Laborübung 2 Aufgaben zur Vorbereitung der Laborübung 3 Grundlagen 3.1 Übersicht des Prüfens 3.2 Parallel-Endmaße 4 Beschreibung der Feinzeiger 4.1 Mechanische Feinzeiger 4.2 Feinzeigerzubehör 5 Messablauf 5.1 Aufgabenstellung 5.2 Messwertaufnahme 5.3 Berechnen der prüftechnischen Aussage 5.4 Bewerten der prüftechnischen Aussage Stand: März 2013

2 1 Ziel der Laborübung - Entwickeln von Fähig- und Fertigkeiten im Aufnehmen, im sicheren Ablesen und im Auswerten von Messwerten nach dem Unterschiedsmessverfahren - Kennenlernen der Funktion und des Aufbaus der verwendeten Messgeräte 2 Aufgaben zur Vorbereitung der Laborübung - Einarbeiten in die Messaufgabe nach Versuchsanleitung - Vertrautmachen mit der Fehlerrechnung nach DIN 1319 Teil 3 (Symbole, Begriffe, Berechnungen) Kontrollfragen

3 3 Grundlagen 3.1 Übersicht des Prüfens 3.2 Parallel-Endmaße In der Längenmesstechnik sind Parallel-Endmaße die wichtigsten Maßverkörperungen der Länge. Sie lassen sich einzeln oder als Kombination (EMK) verwenden. Kombinationen werden durch das Anschieben der jeweiligen Endmaße hergestellt. Durch das Anschieben treten unter Einfluss molekularer Kräfte große

4 Haftdrücke auf, die die einzelnen Endmaße als Kombination zusammenhalten. Dies setzt jedoch eine hohe Oberflächengüte und Planheit, sowie die sorgfältige Reinigung der Haftflächen voraus. (siehe auch "Zusammenstellung einer EMK ) Zusammenstellung einer EMK : 1. Säubern der anzuschiebenden Flächen Mit einem mit Propanol getränkten Wattebausch wird die Fettschicht (Schutzschicht) auf den geläppten Oberflächen entfernt. 2. Polieren Mit einem fusselfreien Tuch werden anschließend die Flächen trocken poliert. 3. Anschieben der Endmaße Ein Endmaß (vorteilhaft das größere Endmaß) wird auf eine Tuchunterlage gestellt und festgehalten. Das andere (kleinere) wird zu 1 / 3 auf die Fläche aufgelegt und dann mit leichtem Druck von oben angeschoben, bis die Flächen deckungsgleich sind. Weitere Endmaße können dieser Kombination zugefügt werden. Endmaße finden Anwendung : als Bezugsnormal in der Längenmesstechnik. zur Prüfung von Messgeräten und Lehren. zur Einstellung messtechnischer Einrichtungen aller Art, vorrangig anzeigende Messgeräte wie z.b. Messuhren und Feinzeiger.

5 4 Beschreibung der Feinzeiger 4.1 Mechanische Feinzeiger Feinzeiger sind anzeigende Einbau-Längenmessgeräte, bei denen der Messbolzenweg durch geeignete Übertragungsglieder vergrößert auf einer Skale angezeigt wird. Bei mechanischen Feinzeigern erfolgt die Messgrößenaufnahme sowie die Messsignalübertragung und wandlung durch mechanische Bauelemente. Im Gegensatz zu Messuhrgeräten ist bei mechanischen Feinzeigern der größte Zeigerausschlag immer kleiner als Feinzeigerzubehör Je nach Messaufgabe und Form des Prüflings wird zur Messung unterschiedliches Feinzeigerzubehör benötigt. Zum Einrichten der Feinzeigerhöhe (Positionieren des Zeigers im Messbereich) dienen Einstellmechanismen (Feineinstellungen), die entweder am Messständer oder am Feinzeiger integriert sind. Ein am Feinzeiger vorhandener Abheber verhindert Beschädigungen an den Messflächen durch den jeweiligen Messeinsatz. Diese Messeinsätze können an der Stirnseite plan, spitz oder kugelig sein. Für den Einbau des Feinzeigers werden z.b. Messständer mit ebenen Messtischen verwendet.

6 5 Messablauf 5.1 Aufgabenstellung Bestimmen Sie den richtigen Wert für den Durchmesser d eines Werkstücks durch Unterschiedsmessung unter Berücksichtigung zufälliger Abweichungen! Geben Sie das vollständige Messergebnis an und werten Sie dieses aus! 5.2 Messwertaufnahme Grobmessung am Prüfling mit der Bügelmessschraube Bestimmen Sie durch Aufnahme eines Messwertes am Prüfling grob den Durchmesser. Wenn der Messbereich des Feinzeigers es zulässt, dann können Sie den Wert auf- oder abrunden (Bereich 1/100 mm) weniger Endmaße. Dieser Wert ist das Maß für die Länge der Endmaßkombination L EMK und somit Einstellwert für den Feinzeiger. Zusammenstellung der Endmaßkombination EMK Stellen Sie nun nach dem festgelegten Wert L EMK die Kombination zusammen und tragen Sie die einzeln verwendeten Endmaße in die Tabelle ein. Entsprechend dem Genauigkeitsgrad (Herstellerangabe) haben auch Endmaße Toleranzen (DIN 861). Ordnen Sie den verwendeten Endmaßen die zulässige Maßabweichung zu und berechnen Sie die Gesamt-Maßabweichung für die Endmaßkombination. Messwertaufnahme mit dem Feinzeiger Einrichten des Feinzeigers mit der Endmaßkombination (EMK) Als Einrichtmaß für den Feinzeiger dient die EMK. Legen Sie diese unter den Feinzeiger. Bewegen Sie dazu den Messbolzen mit dem Abheber nach oben und setzten ihn anschließend auf die EMK ab. Bewegen Sie nie die EMK unter dem aufgesetzten Messeinsatz, da sonst die geläppte Oberfläche des Endmaßes zerstört wird. Bei Lageveränderung der EMK betätigen Sie vorher immer die Abhebevorrichtung! Mit den Höhenverstellmechanismen können Sie nun den Feinzeiger auf einen frei wählbaren Wert einstellen. Beachten Sie aber, dass der verbleibende Messbereich für den Prüfling ausreicht ggf. in Richtung des nicht genutzten Messbereiches korrigieren. Die Höheneinstellung muss für EMK und Prüfling dieselbe sein! Tragen Sie nach dem Einrichten den Anzeigewert (Feinzeiger/EMK) A EMK ins Protokoll. Messreihe Feinzeiger / Prüfling Der Prüfling wird immer von der gleichen Richtung (von vorn nach hinten) unter dem Feinzeiger durchgerollt. Der Umkehrpunkt des Zeigers an der Messskale ist der Messwert. Daher langsam und gleichmäßig durchrollen! Nehmen Sie mehrere Messwerte an unterschiedlichen Messstellen des Prüflings (Zylinder) auf und tragen Sie diese ins Protokoll ein (A PRF(i) ).

7 5.3 Berechnen der prüftechnischen Aussage Berechnungen : _ arithmetischer Mittelwert der Messreihe Feinzeiger / Prüfling A PRF _ Unterschied U U = A EMK - A PRF korrigierter Durchmesser d k d k = L EMK - U Unsicherheit u (nach dem Verfahren der quadratischen Addition / DIN 1319 Teil3) Die Gesamt-Messunsicherheit u ergibt sich aus der Summe aller quadrierten Einzelunsicherheiten. u z u s zufällige Komponente der Messunsicherheit systematische Komponente der Messunsicherheit u PRF Messunsicherheit Messreihe Prüfling u EMK Messunsicherheit Messreihe Endmaßkombination vollständiges Messergebnis für den Durchmesser d des Zylinders d = d k u (1-) = 95 % 5.4 Bewerten der prüftechnischen Aussage Führen Sie eine Toleranzprüfung zur vorgegebenen Prüfgröße (Nennmaß mit Toleranzklasse) durch (Protokoll-Abschnitt: Toleranzprüfung)! Liegt das vollständige Messergebnis innerhalb des Größt- und Kleinstmaßes der Prüfgröße, so kann der Prüfling für gut befunden werden. Die Toleranzforderung ist erfüllt. Zeichnen Sie das vollständige Messergebnis in Lage zur vorgegebenen Prüfgröße (analog der Prinzipskizze). In diesem Beispiel liegt das vollständige Messergebnis nicht komplett im vorgegebenen Toleranzfeld der Prüfling ist Ausschuss.