Pneumatische Messgeräte

Bei der berührungslose, pneumatischen Längenmessung strömt die Druckluft aus dem Messwertaufnehmer, z.B. einem Messdorn, in den Spalt zwischen Düse und Werkstück.
Maßänderungen an Bohrungen und Wellen gegenüber dem eingestellten Werkstück-Nennmaß bewirken eine Änderung der Spaltgröße und damit eine messbare Änderung des Druckes im Messwertaufnehmer. Der Messdruck an der Düse beträgt 2 oder 3 bar.

Aufbau und Arbeitsweise

Die Geräte bestehen aus einem Messwertaufnehmer (Düsenmessdorn oder Düsenmessring) und einem Anzeigegerät, das als Zeigermessgerät oder Leuchtsäule ausgeführt sein kann. Pneumatische Messgeräte arbeiten nach dem Druckmessverfahren, bei dem eine Maßänderung als Druckänderung durch ein Manometer erfasst wird. Der Messwert wird über Zeigermessgeräte angezeigt, die ans Druckluftnetz angeschlossen werden.
Pneumatische-eletronische Messgeräte wandeln die Druckänderung in eine Wegänderung um, die von einem induktiven Messtaster gemessen und elektrisch verstärkt angezeigt wird.

Pneumatische Messgeräte erfassen Maßänderungen über Druckänderungen an der Messdüse. Der Messbereich eines Düsenmessdorns beträgt maximal 76 mikrometer.
Düsenmessdorne und Düsenmessringe sind wie die Einstellnormale nur für eine Messaufgabe einsetzbar. Pneumatische Messgeräte eignen sich daher nur für die Serienanfertigung.

Anwendung:

• Einzelmessung von Wellen, Bohrungen oder Kegeln.
• Paarungsmessen durch Differenzmessung zwischen Bohrung und Welle. Die Anzeige wird bei einer spielfreien Paarung auf Null gestellt. Eine Anzeige größer Null zeigt danach Spiel an, eine Anzeige kleiner Null ein Übermaß.

Die Nullstellung der Anzeige erfolgt über Nullstellung am pneumatischen Messgerät oder am pneumatisch-elektronischen Wandler.

Für das Einstellen des Anzeigebereiches werden je Prüfmaß zwei Einstellnormale (Einstellringe oder Einstelldorne) verwendet, die den oberen und unteren Grenzwert des Prüfmaßes verkörpert.

Pneumatische Messgeräte

Bei pneumatischen Messgeräten wird zum Messen Druckluft mit einem Messdruck von 0,75 bar bis 2 bar verwendet. Eine berührungslose Messung ist so möglich. Durch die ausströmende Druckluft wird die Messstelle von Spänen, Öl und Kühlschmierstoffen gereinigt und erlaubt so ein sicheres Messen trotz Rückständen. Die Messgeräte bestehen aus einem Messwertaufnehmer (Düsenmessdorn oder Düsenring) und einem Anzeigegerät, das als Zeiger- oder Säulengerät aufgeführt sein kann.
Kennzeichnend für die pneumatische Längenmesstechnick ist der vorwiegende Einsatz in der Serienfertigung. Durch verhältnismäßig kleine Messbereiche werden fast ausschließlich Unterschiedsmessungen ausgeführt. Geräte dieses Systems zeichnen sich durch ihre Einfachheit und Robustheit im Aufbau, hohe Zuverlässigkeit und verhältnismäßig geringe Messunsicherheit aus. Die pneumatische Längenmesstechnik ist durch DIN 2271 Teil 1 bis 4 definiert.

Definition:
Pneumatische Längenmessgeräte beruhen auf dem Prinzip, dass die zu messende Länge den engsten Querschnitt eines Strömungskanals beeinflusst, durch den die Luft strömt. (DIN 2271 Teil 1)
d.h. verändert sich der Ausgangsquerschnitt der Druckteilung (Spaltweite) so verändert sich

• der statische Druck in der Leitung    -> Druckmessverfahren
• die Durchflussgeschwindigkeit         -> Durchflussverfahren
• der Volumenstrom                             -> Volumenstrommessverfahren

Jeder dieser drei Größen kann als Maß für den Abstand zwischen Messdüse und Prüfstück heran gezogen werden. Schwerpunkt bei der Anwendung pneumatischer Längenmessgeräte liegt in der Innenmessung. Da bei der berührungslosen Messung lediglich Strömungskanäle in die Messweraufnehmer einzuarbeiten sind, können diese mit kleinen Abmessungen hergestellt und betrieben werden. Der Versuch wird mit dem pneumatischen Meßsystem Millipneu durchgeführt, welches nach dem Druckmessverfahren arbeitet, und das mit Düsen-Messring, -Messdorn, -Messtaster ausgerüstet ist.

Vorteile:

• Messwertaufnehmer misst fast ohne Messkraft und meist berührungsfrei
• Einfache Messung von Bohrungs-, Form- und Lageabweichungen
• Berührungslose Tastelemente erlauben es, bei laufender Fertigung zu Messen
• Einsatz meist in der Serienfertigung
• Reinigung der Messstelle, dadurch keine Beeinträchtigung des Messergebnisses
• Räumliche Trennung von Messwertaufnehmer und Messwertanzeige
• Messwertaufnehmer lassen sich nahe beieinander anordnen

Nachteile:

• Kleiner Messbereich, deshalb nur Unterschiedsmessungen möglich
• Für jedes zu prüfende Werkstück ist ein besonderer Messwertaufnehmer und eine der Werkstückform entsprechende Einstelllehre erforderlich
• Einfluss der Rautiefe (Messwertverfälschung bei Rautiefen über 6 mü oder Rautiefenschwankungen)
• Nullpunktschwankungen (Nachstellen mit Einstelllehre erforderlich da "Nullpunktdrift")