Was ist ein Luftmikrometer?
Luftmikrometer sind vergleichende Messgeräte, die Luftdruckunterschiede zur Messung von Objekten nutzen.
Es wird hauptsächlich für den Innendurchmesser von Bohrungen und die Außendurchmesserabmessungen von Rundstäben verwendet und zeichnet sich durch seine berührungslose, hochgenaue Messung in 1 µm-Schritten aus. Die berührungslose Messung eignet sich für Messungen, bei denen eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, da kein Anpressdruck wie bei der berührenden Messung ausgeübt wird. Außerdem wird das Objekt nicht beschädigt.
Zur Messung des Innendurchmessers von Bohrungen werden Messzylinder und Dreipunktmikrometer verwendet, aber das Luftmikrometer kann Messungen in relativ kurzer Zeit durchführen und zeichnet sich auch dadurch aus, dass es keine von der messenden Person abhängige Fehlerspanne aufweist.
Anwendungen von Luftmikrometern
Luftmikrometer werden hauptsächlich zur Messung des Innendurchmessers von Bohrungen und des Außendurchmessers von Wellen verwendet, wenn eine hohe Maßgenauigkeit erforderlich ist. Beispiele für Anwendungen sind die Messung der Bohrungsinnendurchmesser von Zylinderblöcken, Zylinderköpfen und Pleuelstangen in Automobilmotoren sowie die Messung der Bohrungsinnendurchmesser von Ventilteilen in Hydraulikkreisen.
Die Messung des Außendurchmessers von Wellen umfasst Nockenwellen und Kurbelwellen. Durch die Vorbereitung von Kopfteilen für den Messbereich kann das Gerät auch für andere Messungen als Innen- und Außendurchmesser verwendet werden.
1. Dickenmessung
Die Dicke eines Objekts kann gemessen werden, indem es zwischen dem Objekt und dem Kopf platziert wird. Sie wird bei der Herstellung von plattenförmigen Produkten und dünnen Folien verwendet.
2. Messung von Feindraht
Auch Metalldraht, Rohseide und Chemiefasern können gemessen werden. Bei der Dickenmessung wird die Änderung der Querschnittseigenschaften gemessen, indem das zu messende Objekt durch das Objekt auf der Düse hindurchgeführt wird.
3. Messung der geometrischen Toleranzen in Bezug auf den Innendurchmesser der Bohrung
Geometrische Toleranzen an der Bohrung können mit Hilfe eines speziellen Messkopfes gemessen werden. Bei axial langen Bohrungen kann die Geradheit der Bohrung gemessen werden, indem Düsen in verschiedenen Bohrungstiefen angebracht werden. In ähnlicher Weise können durch die Anbringung von Düsen in zwei verschiedenen Querschnitten Messungen der Konizität und der Rechtwinkligkeit vorgenommen werden.
4. Messung des Abstandes von Lochmitte zu Lochmitte (Pitch)
Durch die Bereitstellung mehrerer Kegelrohre für mehrere Bohrungen und die Kombination von Luftdüsen, die aus demselben Kegelrohr blasen, kann auch die Teilung einer Bohrung gemessen werden.
Funktionsweise des Luftmikrometers
Luftmikrometer verwenden Luft zur Messung der Form und der Verschiebung von Objekten. Je nachdem, wie die Luft verwendet wird, gibt es verschiedene Messmethoden, wie z. B. die Durchfluss- und die Gegendruckmethode. In diesem Abschnitt wird die Funktionsweise der Messung des Innendurchmessers eines Lochs mit einem Luftmikrometer des Durchfluss-Typs beschrieben, das in einer Vielzahl von Situationen verwendet wird.
Zunächst benötigt das Luftmikrometer einen Messkopf, dessen Abmessungen bekanntlich etwas kleiner sind als der Bohrungsdurchmesser der zu messenden Bohrung. Der vorbereitete Messkopf wird in die zu messende Bohrung eingesetzt. Nach dem Einsetzen des Messkopfes in den Messbereich wird dem Messkopf mit Hilfe eines Kompressors, eines Reglers und eines Filters saubere Luft mit konstantem Druck zugeführt.
Im Luftweg befindet sich auch ein konisches Rohr, das mit einer Skala und einem Schwimmer versehen ist. Die Luft wird durch eine Düse im Messkopf ausgeblasen, und die ausgeblasene Luftmenge variiert je nach dem Abstand zwischen dem zu messenden Objekt und der Position des Schwimmers im konischen Rohr. Die Höhe des Schwebekörpers kann im Voraus mit Hilfe eines Master-Bauteils bestimmt und mit dem Innendurchmesser des Lochs im zu messenden Objekt verglichen werden.
Merkmale von Luftmikrometern
Die Vorteile von Luftmikrometern sind zum einen, dass sie mit Luftstrahlen arbeiten und daher weniger durch Öl und Staub beeinträchtigt werden. Da es sich um eine berührungslose Messung handelt, gibt es keine durch den Messdruck verursachten Fehler, was ein Nachteil der Kontaktmessung ist, und das Messteil wird nicht beschädigt.
Außerdem ist die Messung zwar präzise, kann aber als Messwert angezeigt werden, so dass sie als numerischer Wert und nicht als Gut/Schlecht-Entscheidung wie bei Grenzwertmessgeräten erfasst werden kann. Durch die Anordnung mehrerer Düsenpositionen ist es auch möglich, die Geradheit, die Konizität, die Rechtwinkligkeit und den Abstand zwischen den Teilungen der Bohrung zu messen.
Der Nachteil ist jedoch, dass es sich um ein spezielles Messwerkzeug für das zu messende Teil handelt und nicht sehr vielseitig ist. Der Spielraum zwischen dem Messkopf und dem zu messenden Teil ist ebenfalls begrenzt, so dass der messbare Toleranzbereich ebenfalls relativ eng ist.