Die Bohrung ist gerieben, auf der Zeichnung steht Ø 20 H7. Jetzt liegen ein Grenzlehrdorn, eine Innenmessschraube und ein Innenfeinmessgerät mit Messuhr auf der Werkbank. Alle drei prüfen Bohrungen, aber nicht alle sind für H7 genau genug, und zwei davon messen nur an zwei Punkten. Sie können eine unrunde Bohrung glatt übersehen. Hier erfährst du, welches Prüfmittel wann passt.
Wie eng H7 wirklich ist
H7 heißt bei der Bohrung immer unteres Abmaß null. Das Mindestmaß ist also das Nennmaß, nach oben ist der Grundtoleranzgrad IT7 frei. Bei Ø 20 H7 darf die Bohrung zwischen 20,000 mm und 20,021 mm liegen. Wie du die Grenzmaße für jede Passung bestimmst, zeigt die Rechenhilfe ISO-Passungen berechnen. Hier geht es darum, wie du nachweist, dass die Bohrung drin ist.
Die goldene Regel der Messtechnik
21 µm sind weniger als die Dicke eines Haares. Das Prüfmittel soll mindestens zehnmal feiner auflösen, als die Toleranz breit ist. Streng genommen zählt die Messunsicherheit, als erster Anhalt dient der Ziffernschritt oder die Skalenteilung.
- V Verhältnis von Toleranz zu Auflösung
- T Toleranz der Bohrung in µm
- u Auflösung oder Messunsicherheit des Prüfmittels in µm
Ab V = 10 ist das Prüfmittel geeignet, zwischen 5 und 10 nur bedingt, unter 5 nicht. Das sind Richtwerte, Vorgaben aus Prüfplan und Zeichnung haben Vorrang. Für Ø 20 H7 ergibt sich diese Übersicht.
| Prüfmittel | Auflösung in µm | V bei 21 µm | Bewertung |
|---|---|---|---|
| Innenmessschraube mit Messschnäbeln | 10 | 2,1 | nicht geeignet |
| Innenfeinmessgerät mit Messuhr | 10 | 2,1 | nicht geeignet |
| Dreipunkt-Innenmessschraube mit Skalenteilung 5 µm | 5 | 4,2 | nicht geeignet |
| Dreipunkt-Innenmessschraube mit Ziffernschritt 1 µm | 1 | 21 | geeignet |
| Innenfeinmessgerät mit Feinzeiger | 1 | 21 | geeignet |
| Grenzlehrdorn 20 H7 | – | – | geeignet, aber ohne Messwert |
Bei größeren Bohrungen wird H7 breiter. Ø 80 H7 hat schon 30 µm Toleranz, da kommt die Dreipunkt-Innenmessschraube mit 5 µm auf V = 6 und ist bedingt brauchbar. Bis 30 mm Durchmesser brauchst du für H7 eine Auflösung von 1 µm, ab 18 mm reichen auch 2 µm. Oder du nimmst die Lehre.
Grenzlehrdorn – schnell und eindeutig
Der Grenzlehrdorn hat zwei Prüfzylinder. Die Gutseite hat das Mindestmaß, hier 20,000 mm, und muss ohne Kraft in die Bohrung gleiten. Die Ausschussseite hat das Höchstmaß, hier 20,021 mm. Sie ist kürzer, rot markiert und darf höchstens anschnäbeln, aber nicht hineingehen.
- Stärke: Die Gutseite ist ein langer Zylinder. Sie verhält sich wie die spätere Welle und merkt auch Formfehler, die die Bohrung enger machen, zum Beispiel unrund oder kegelig.
- Schwäche: Du bekommst keinen Messwert. Ob die Bohrung bei 20,002 mm oder bei 20,019 mm liegt, sagt dir die Lehre nicht. Eine verschleißende Reibahle bemerkst du erst, wenn die Gutseite nicht mehr hineingeht.
Für Serien ist der Lehrdorn erste Wahl. Willst du nachstellen, brauchst du ein Messgerät mit Anzeige.
Zwei Punkte oder drei Punkte?
Die Innenmessschraube mit Messschnäbeln und das Innenfeinmessgerät berühren die Bohrung an zwei gegenüberliegenden Punkten. Die Dreipunkt-Innenmessschraube hat drei Messbolzen im Abstand von 120° und zentriert sich von selbst. Das entscheidet, welche Formfehler du siehst.
Ein typischer Fall ist ein dünnwandiger Ring, der im Dreibackenfutter gespannt und ausgedreht wird. Die Backen drücken ihn an drei Stellen leicht ein. Nach dem Ausspannen federt er zurück, und die Bohrung hat drei flache Bögen statt eines Kreises. So eine Form heißt Gleichdick, denn zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten ist sie überall gleich breit.
Beispiel
Ein Ring mit Ø 20 H7 hat nach dem Ausspannen eine Gleichdick-Form. Der kleinste und der größte Abstand von der Mitte unterscheiden sich um 12 µm, das ist die Rundheitsabweichung.
Mit der Zweipunktmessung misst du rundherum 20,010 mm, fast genau die Toleranzmitte.
Die Dreipunkt-Innenmessschraube zeigt in verschiedenen Winkellagen Werte zwischen 19,998 mm und 20,022 mm. Die Spanne ist doppelt so groß wie die Rundheitsabweichung.
20,022 mm − 19,998 mm = 0,024 mm = 2 · 12 µm
Die Dreipunktwerte sind keine Durchmesser, sie machen den Formfehler sichtbar. Wichtig ist der kleinste Wert. Ein Kreis mit 19,998 mm ist der größte, der in diese Bohrung passt, und er liegt unter dem Mindestmaß. Der Grenzlehrdorn bestätigt das, seine Gutseite mit 20,000 mm geht nicht hinein. Eine Welle mit 20,000 mm würde also klemmen, obwohl die Zweipunktmessung „gut“ gesagt hat.
Umgekehrt zeigt die Zweipunktmessung eine ovale Bohrung deutlich, wenn du um 90° versetzt nochmals misst. Die Dreipunktmessung zeigt ein reines Oval praktisch nicht an. Miss Passbohrungen deshalb in mehreren Richtungen und Tiefen und kombiniere im Zweifel beide Verfahren.
Innenfeinmessgerät mit Messuhr
Das Innenfeinmessgerät vergleicht nur. Du stellst es im Einstellring auf null und pendelst es in der Bohrung. Am Umkehrpunkt des Zeigers liest du die Abweichung vom Einstellmaß ab. Mit Feinzeiger ist es für H7 geeignet und reicht weit in tiefe Bohrungen. Mit einer Messuhr in 0,01 mm ist es für kleine H7-Bohrungen zu grob.
Welches Prüfmittel wann?
| Situation | Gute Wahl |
|---|---|
| Serie, viele gleiche Bohrungen | Grenzlehrdorn, dazu Stichproben mit Messwert |
| Einzelteil, Maß soll nachgestellt werden | Dreipunkt-Innenmessschraube mit 1 µm |
| Dünnwandige, im Dreibackenfutter gespannte Teile | Dreipunktmessung und Grenzlehrdorn |
| Im Schraubstock gespannte Teile, Verdacht auf Oval | Zweipunktmessung in zwei Richtungen |
| Tiefe oder große Bohrungen | Innenfeinmessgerät mit Feinzeiger |
Typische Fehler
- Warm gemessen: Ein Gehäuse aus Aluminium kommt mit 35 °C aus der Maschine. Bei Ø 20 mm ist die Bohrung dann rund 7 µm größer als bei 20 °C, ein Drittel der Toleranz. Erst abkühlen lassen, dann prüfen.
- Lehrdorn hineingedrückt: Mit Kraft geht die Gutseite oft auch in eine zu kleine Bohrung. Das Ergebnis ist falsch, und die Lehre nutzt sich ab.
- Nur an einer Stelle gemessen: Ein Messwert vorne in der Bohrung sagt nichts über die Mitte. Eine Bohrung kann trichterförmig oder tonnenförmig sein.
- Gerät nicht eingestellt: Dreipunkt-Messköpfe und Innenfeinmessgeräte vor jeder Messreihe im Einstellring prüfen.
Häufige Fragen
Warum ist die Ausschussseite kürzer?
Die Gutseite prüft die Bohrung als Ganzes, so wie die Welle später hineinpasst. Die Ausschussseite soll dagegen einzelne Stellen prüfen, die zu groß sein könnten. Ideal wäre dafür eine Berührung an nur zwei Punkten. Ein kurzer Zylinder kommt dem näher als ein langer, und du erkennst die Seiten sofort auseinander.
Wo finde ich die Prüfmittel mit Anwendung in der App?
In Gesello im Modul Messen und Prüfen. Dort stehen die Prüfmittel mit Zeichnung, richtiger Anwendung und typischen Fehlern. Du prüfst, ob ein Messmittel zur Toleranz passt, und siehst, welche Formfehler Zwei- und Dreipunktmessung erkennen.