Messwerkzeug und Prüfmittel

Messen

Messen ist das Ermitteln eines Wertes in Zahlen, eine Länge, eine Höhe, ein Gewicht, ein Volumen, ein Druck, eine Spannung, ein Strom. Gemessen wird Zahlenwert, angegeben Zahlenwert und Einheit. Bei den Einheiten halte man sich zuvorderst an die ISO, die Empfehlungen der Internationalen Strandardisierungs-Organisation.

Diese empfiehlt, mit Werten wie "PS" oder "bar" möglichst nicht mehr zu hantieren, was nun seit den 1970er Jahren schon zwei Generationen von KFZ-Schraubern geflissentlichst ignorieren. Man sollte aber wenigstens wissen, dass man in Berlin (Deutsches Institut für Normung) auf Unverständnis stößt, wenn man das Drehmoment in kpm, Kilopondmetern angibt. Newtonmeter, Nm tun es auch. Soweit wenigstens sind wir bereits.

"Wer misst, misst Mist." (© ein unbekannter Weiser aus dem Morgenlande des frühen Ruhrgebiets.)

Vor allem sollten Prüflinge oder zu messende Objekte im Verhältnis zum Messmittel und dessen Messbereich stehen: Es ist nicht sinnvoll, anzugeben, dass die M4-Mutter Null Tonnen wiegt - wenn man sie auf die Hafenwaage im Essener Stadthafen legte, Messbereich 0 - 1000 Tonnen.

Dies Beispiel liest sich lachhaft, damit es jeder kapiert. Wenn ein Wert, der erkennbar noch einen sinnvollen Wert liefern sollte, unter 20% des Anzeigebereichs liegt, ist das Messen zu stark messfehlerbehaftet.

Messfehler... Was ist denn das schon wieder?

Das kann jeder nachvollziehen, da wir alle mit der Fehlertoleranz eines Messmittels spekulieren: dem Tacho. Der hat eine zugelassene Fehlertoleranz, man WEISS einfach, dass die Biester ca. 7-10% vorgehen. Damit meint der, der 100 fahren darf, nach Tacho knapp unter 110 fahren zu dürfen, ohne dass es eine Ordnungswidrigkeit sei. Das kann ins Auge gehen, oder ins Portemonnaie... Denn für Tempo 100 mag es stimmen, aber bei Fußgängertempo 10 gilt anderes.

Messmittel haben eine "Toleranz", der Messvorgang erzeugt auch Messfehler, womit nicht die gänzliche Fehlbedienung gemeint ist, sondern die absolute Unmöglichkeit, z.B. auf der Drehbank ein Maß von EXAKT 100,000001 mm zu erzeugen. Das eine exakt gewünschte Nanometer wird bereits zehntausendfach überragt von den "Gebirgen" der Oberflächenrauhigkeit. (Darum ist es auch einigermaßen lächerlich, wenn jemand vom "perfekten" Zustand etc. redet – irgendwo ist immer was.

Das Peilen der Dicke eines Kurbelwellenzapfens über einen Zollstock ist sinnlos, viel zu ungenau. Dass der Lagerdurchmesser z.B. grob (nur als Zahlenbeispiel, NICHT beim W126) 59 Millimeter ist, kann flott mit dem Messschieber bestimmt werden. Entscheidend ist aber für die gute Funktion, wieviele Mikrometer (tausendstel Millimeter) der Lagerzapfen unter dem glatten Maß misst. Zusammen mit dem etwas größeren Bohrungsdurchmesser der Lagerschalen ist das Lagerzapfenmaß verantwortlich für den Ölspalt, d.h. für die hydrodynamische Ausbildung eines brauchbaren Schmierkeiles.

Hier wäre eine Angabe "58,965 Millimeter" weit besser. Oder "minus 35 Tausendstel (Millimeter)". Oder ein Passmaß: 59 _g5. Mit dem "g5" tiefgestellt. Das bedeutet: genereller Nenn-Durchmesser 59. Der Buchstabe "g" bedeutet: die Lage des Toleranzfeldes ("von-bis") ist etwas unter dem Nennmaß. ("h" reicht an Null Mikrometer Differenz zum Sollmaß heran.) 5 ist die Breite des Toleranzfeldes, je kleiner die Zahl, desto enger der zugelassene Bereich, also desto genauer. 5 ist schon "sehr genau" , d.h. mit der Drehbank nicht mehr zu machen, auch einer CNC nicht. Also: Rundschleifmaschine. Das Wellenmaß 59 _g5 reicht von minus 12 Mikron bis minus 23 Mikron. Also sind alle Maße zwischen 58,977 und 58,988 mm in Ordnung.

Die oben genannte Welle mit 58,965 Millimeter ist, wenn "59 _g5" verlangt ist, somit bereits unter Maß, also Ausschuss, bzw. sie bedarf an diesem Zapfenmaß des Abdrehens, Aufschweißens oder Flamm-Aufspritzens, dann des erneuten Schleifens.

So weiß der kundige Motorenschlosser Bescheid. Die Toleranz des Messmittels kann dabei z.B. plusminus 12 Mü (Mikrometer, Mikron, tausendstel Millimeter) betragen. Also die abgelesene Genauigkeit von 58,965 kann bedeuten, dass der Lagerzapfen "in Wirklichkeit" entweder nur 58,953 Millimeter dick ist, noch weitere 12 Tausendstel unter Nennmaß, oder aber 58,976 Millimeter hat. Hinzu kommt dann noch die Rauhigkeit. Oder Rautiefe? Nun, das geht hier nun zu weit. Schließlich muss nicht jeder 16 Semester Maschinenbau studieren, um das Studierte dann hinterher doch nicht zu brauchen und auch nicht genauest behalten zu haben, wie man am Stand dieses Artikels lesen kann.

Prüfen

Prüfen ist oft nur eine digitale Antwort auf eine Frage: das Vorhandensein, eine Aussage der Art "kommt Sprit? Kommt keiner?", oder "Funkt es? Oder ist es am Kerzenstecker tot?"

Man redet zu den Themen Messen und Prüfen auch sehr gern aneinander vorbei. Der Spruch bei 'Star Trek': "Wie funktioniert der Warp-Antrieb?" Korrekte (Trekkie-) Antwort: "Er funktioniert sehr gut!" So wird jedoch nichts erklärt. Also ist in der (Internet-) Kommunikation oft die Beschreibung von Messmitteln und Prüfmitteln sinnvoll.

Mit dem Zollstock kann allenfalls geprüft werden: ist die Kurbelwelle nun einem vom 420er Motor der frühen oder aber der späteren Serie? (Es gibt mehrere Ausführungen mit unterschiedlichen Bohrungs-und Hub-Verhältnissen). Eine Prüfung beantwortet die "digitale" Frage (ja oder nein): stammt er vom frühen Motor? Diese grobe Prüfung ist statt mit dem Zollstock (nein: dem "Gliedermaßstab") auch mit einer Schieblehre (nein: mit einem Messschieber) zu beantworten.

"Muss"

Messmittel und Prüfmittel, ohne die sehr viele Arbeiten nicht gelingen werden:

Mechanik

• Messschieber (oft auch noch "Schieblehre" genannt, am besten Digitalversion)
• Bandmaß (bis 10 Meter)
• Wasserwaage

Elektrik

• Prüflampe
• Multimeter mit Volt-Bereich bis 400 Volt, Gleichspannung, Wechselspannung. Strommessung 0-200 Miliampere. Ohmmeter (Widerstandsprüfung). Idealerweise auch mit Anzeige eines Tastverhältnisses ("relative Einschaltdauer ED" in Prozent).

"Kann"

Gelegentlich nützliche, manchmal noch bezahlbare Mess- und Prüfmittel

Mechanik

• Feinmessbügel ("Mikrometerschraube") Bereich bis 0 - 25 mm (kleine Abmaße, Drähte)
• Feinmessbügel ("Mikrometerschraube") Bereich bis 50 - 100 mmm (Kurbelwellenlager, Pleuellager, Nockenwellenlager)
• Manometer (Niederdruckbereich bis 5 Bar ??)
• Manometer (Hochdruckbereich bis 150 Bar ??)

Elektrik

• Fehlerspeicherauslesegerät, einfache Selbstbau-Version

"Schick"

Nice to have. Was man sich ausleihen sollte. Oder was die beste Ehefrau von allen dem, der meint, eh schon alles zu haben, noch zum 85. Geburtstag schenken darf, bevor das Finanzamt oder die Erben sich die Kohle holen...

Mechanik

• Bohrungsmikrometer zum Messen von Zylinderbohrungen
• Messspitzen für die Fahrwerksvermessung

Elektrik

• Oszilloskop
• Shunt "Schannt" gesprochen. Sehr niederohmiger Messwiderstand, der in die Batterie-Plus-Ladeleitung eingeschleift wird. Über dem Messwiderstand wird ein Spannungsabfall gemessen. Umzurechnen auf die Anzeige sehr hoher Ströme. Die Umrechnungsformel (Millivolt pro Ampere o.ä.) ist oft auf dem Shunt angegeben (zum Messen des Ladestroms, Anlasser-Stromverbrauchs, ansonsten sollte man das Ohm'sche Gesetz kennen, das Widerstand, Strom und Spannung zueinander in Bezug setzt.
• Ankerprüfgerät
• Diagnosegerät (aus Werkstättenauflösungen, ebay - optimal plus Kursus beim Hersteller zur Bedienung...)