Umfassender Leitfaden zu Messinstrumenten in der Messtechnik (illustriert)

Messgeräte in der Messtechnik sind Werkzeuge zur Erfassung von Distanzen, Längen, Winkeln, Kurven, Bögen oder Objektgrößen. In der Fertigung ist präzises Messen der Schlüsselfaktor für ein fehlerfreies Design. Ohne geeignete Messinstrumente lässt sich kein Qualitätsprodukt herstellen.

Jedes Fertigungsunternehmen setzt unterschiedliche Messgeräte mit variierender Genauigkeit ein. Ohne diese Werkzeuge ist keine Produktion möglich. In diesem Artikel stellen wir die wichtigsten Messgeräte vor, die in einem Fertigungsbetrieb verfügbar sein sollten. Der ingenieurwissenschaftliche Zweig, der sich damit befasst, heißt Messtechnik (Metrologie).

Wir besprechen kurz die wichtigsten Instrumente mit schematischer Darstellung zur Messung von Länge, Winkel und Ebenheit.

Hinweis: Dieser Artikel gibt einen allgemeinen Überblick und enthält keine Detailbeschreibungen der einzelnen Geräte.

Klassifizierung der Messinstrumente

Nach dem zu messenden Parameter (Länge, Winkel, Oberflächenform etc.) lassen sich Messinstrumente in drei Hauptgruppen einteilen:

1. Längenmessung
2. Winkelmessung
3. Oberflächenmessung

Alle diese Geräte lassen sich weiter in unpräzise (grobe) und präzise Messwerkzeuge unterteilen. Wir gehen beide Kategorien durch.

Unpräzise Längenmessgeräte

1. Lineal / Stahl-Lineal

Das einfachste Längenmessgerät. Aus Holz, Stahl oder Kunststoff. Misst Länge, Breite, Höhe. Gängigste Länge: 30 cm; erhältlich von 10 cm bis 100 cm und mehr. Einsatz in Schulen, Schreinereien, im technischen Zeichnen.

2. Bandmaß (Roll Lineal)

Ebenfalls unpräzise, aber für lange Strecken (bis 100 m). Ähnlich wie ein Stahlband, das in ein Gehäuse aufgewickelt ist. Manchmal aus Glasfaser für sehr lange Distanzen.

3. Messschieber & Teilzirkel (Calipers and Dividers)

Zum Messen von Abständen zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen (Durchmesser, Radius). Zwei Spitzen werden an den Messpunkten angesetzt, dann wird der Abstand mit einem Lineal abgelesen. Für Innen- und Außenmaße nutzbar.

4. Teleskopmessschieber (Telescopic Gauge)

Zur Ermittlung von Bohrungsdurchmessern mithilfe eines Mikrometers. Zwei Bauarten: mit zwei teleskopierbaren Stiften oder mit einem Stift. Die Stifte werden durch interne Federn ausgefahren. Eine Klemmschraube arretiert sie (im Uhrzeigersinn fest, gegen den Uhrzeigersinn lösen).

Anwendung: Federgelagerte Stifte in die Bohrung einführen, bis beide Ende den Umfang berühren. Klemmschraube anziehen, Messschieber entnehmen. Mit dem Mikrometer die Stiftdistanz messen – sie entspricht dem Bohrungsdurchmesser.

5. Tiefenmessschieber (Depth Gauge)

Misst Tiefe von Bohrungen, Nuten etc. ab einer Referenzfläche.

Präzise Längenmessgeräte

6. Mikrometer (Micrometer)

Präzisionsinstrument zur Messung kleiner Längen oder Durchmesser im Millimeterbereich.

Aufbau: C-förmiger Rahmen, Amboss, Spindel, Hülse, Kontermutter, Feineinstellschraube, Ratschenstop. Das Messobjekt wird zwischen Rahmen und Amboss gelegt und durch Drehen der Ratsche an der Spindel fixiert, bis diese das Objekt berührt. Ablesung über Nonius (Vernier) und Teilkreisskala; bei digitalen Mikrometern direkte Anzeige.

7. Messschieber (Vernier Caliper)

Präzisionsinstrument für Länge, Außen- und Innendurchmesser. Aufbau: Hauptskala, Nonius, untere Backen (Innenmessung), obere Backen (Außenmessung/Länge), Tiefenmessstift, Daumenrad, Klemmschraube. Vor dem Messen Nullabgleich prüfen. Objekt zwischen die passenden Backen legen, Nonius verschieben, klemmen, Haupt- und Nonius-Skala ablesen und rechnerisch auswerten. Digitale Varianten zeigen den Wert direkt an.

Variante: Höhenmessschieber (Vernier Height Gauge) – ähnlich aufgebaut, aber mit Anreißwerkzeug und Messbacke für Höhenmessungen.

8. Endmaße / Lehren (Slip Gauge / Gauge Blocks)

Zur Höhenmessung oder als Referenznormal. Extrem präzise (Genauigkeit 0,005 mm). Rechteckige Stahlblöcke mit identischem Querschnitt. Entwickelt von Johansson („Johansson-Lehren“). In metallurgischen Laboren höchstpräzise gefertigt. Zum Messen werden mehrere Blöcke kombiniert (Addition der Nennmaße). Zwei Endmaße werden durch das Anlegeverfahren (Wringing) verbunden.

9. Komparator (Comparator)

Lineares Messgerät, das nur zwei Abmessungen vergleicht – keine Absolutmessung. Dient der Normierung von Messgeräten. Zeigt die Abweichung vom Normalmaß (z. B. Endmaßen) an und vergrößert kleinste Abweichungen.

Winkelmessgeräte

10. Winkelmesser (Protractor)

Misst Winkel zwischen zwei Geraden. Meist aus transparentem Kunststoff, halbkreisförmig. Skala 0°–180°. Schulgebrauch.

11. Winkelmeßschieber / Anreißwinkel (Bevel Gauge)

Misst Winkel durch Verstellen des Schenkels. Besteht aus zwei Elementen mit angebautem Winkelmesser. Griff aus Holz/Kunststoff, Schenkel aus Stahl. Beide mit Flügelschraube gelagert. Zum Messen: Griff gerade halten, Schenkel auf den zu messenden Winkel einstellen.

12. Anreißwinkel / Schmiege (Elbow Ruler)

Zum Prüfen und Anreißen rechter Winkel. L-förmig: ein Schenkel mit Stahlskala, der andere als Griff (Holz/Kunststoff). Manchmal beide mit Skala. Schreinerbedarf.

13. Universalwinkelmesser (Bevel Protractor)

Präzisionsinstrument mit ein oder zwei schwenkbaren Armen und Nonius. Genauigkeit 5' (5 Minuten = 1/12°). Messbereich 0°–360°, auch spitze Winkel. Werkstattgebrauch.

14. Sinuslineal (Sine Bar)

Präzisionsgerät für Winkelmessung in der Werkstatt. Stahlstab (geläppt, ≤ 1 Zoll breit) mit zwei präzisionsgeschliffenen Zylindern an den Enden, deren Abstand exakt definiert ist. Winkel werden über Sinuslehren (Gauge Blocks) eingestellt.

15. Winkel-Lehren (Angle Gauge Blocks)

Für präzise Messung kleiner Winkel. Keilförmige Blöcke mit definierten Winkeln. Fertigungstoleranz 1/800 Grad. Aus gehärtetem, vergütetem Edelstahl.

16. Wasserwaage (Spirit Level)

Misst präzise Winkel/Lage mittels Luftblase. Versiegelter Glas- oder Faserröhrchen mit Alkohol und Luftblase. Erfunden 1661, zuerst für Teleskope, später Vermessung. Zeigt an, wie parallel eine Fläche zum Horizont (Erde) liegt. Verschiedene Bauformen für Schreiner, Maurer, Bauunternehmer, Vermesser.

17. Neigungsmesser (Clinometer / Inclinometer)

Misst präzise Neigungswinkel relativ zur Schwerkraft/Erde. Spezialanwendung der Wasserwaage. Auch Neigungsmesser oder Hangmesser genannt.

Oberflächenmessgeräte

18. Oberflächenprüfer / Tastschieber (Surface Gauge)

Hauptsächlich in der Zerspanung zur Prüfung der Oberflächengenauigkeit. Dimensionsloses Werkzeug: Anreißnadel auf verstellbarem Stativ. Prüft, ob ein Maß größer oder kleiner als das Referenzmaß ist.

19. Optisches Planparallel (Optical Flat)

Misst Ebenheit mittels Interferenzerscheinungen. Polierte Planplatte wird auf die Prüffläche gelegt. Ist die Fläche nicht eben, bildet sich ein Luftkeil zwischen Prüf- und Referenzplatte. Aus dem Interferenzmuster lässt sich die Ebenheitsabweichung berechnen.

Fazit

Die Messtechnik stellt mit ihren vielfältigen Instrumenten – vom einfachen Lineal bis zum hochpräzisen Interferenz-Prüfgerät – die Grundlage für qualitativ hochwertige Fertigung. Die richtige Wahl des Messgeräts passend zur geforderten Genauigkeit und zum Messobjekt ist entscheidend für prozesssichere Produktion.