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Erschienen in QZ, Qualität & Zuverlässigkeit 7/2008

Einsatz von Bügelmessschrauben: Zeitaufwand und Kosten reduzieren

Sparfaktor Spindelsteigung

Bei der Inlinemessung mit komplexen Systemen ist Zeit bekanntlich ein wesentlicher Kostenfaktor. Doch auch schon beim Einsatz von Handmessmitteln lohnt es sich, genau auf die Uhr zu schauen. Denn mit zeitsparender Technik lassen sich hier ebenfalls die Arbeitskosten spürbar senken. So kommt es zum Beispiel beim Prüfen abgestufter Werkstücke mit Bügelmessschrauben vor allem auf eine schnelle Spindelverstellung an.

Das Arbeiten mit Handmessmitteln zählt für den Praktiker zu den „Basics“ des Prüfalltags. Die dabei eingesetzten Messmittel sind seit Jahrzehnten bekannt, entsprechend unspektakulär und scheinbar schon längst technisch ausgereizt. Nur selten macht man sich deshalb Gedanken über ihren Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Arbeitsabläufen.

Außerordentlich viel Sparpotenzial birgt zum Beispiel der Einsatz von Bügelmessschrauben. Sucht man bei ihnen nach Optimierungsmöglichkeiten, stößt man schnell auf die Spindelsteigung, die praktisch seit Beginn des industriellen Einsatzes unverändert bei 0,5 Millimeter liegt. Überraschend, denn eine größere Gewindesteigung würde zu schnelleren und damit wirtschaftlicheren Messabläufen führen.

Dreh- und Angelpunkt aller Bewertungen

Dreh- und Angelpunkt ist also die Spindelsteigung einer Bügelmessschraube. Allgemeiner technischer Standard ist gegenwärtig eine Spindelsteigung von 0,5 Millimeter pro Skalentrommelumdrehung. Mit einer vollständigen Umdrehung der Skalentrommel öffnen beziehungsweise schließen sich die Messflächen also um exakt einen halben Millimeter. Das ist schnell erledigt.

Doch schon ein Öffnen oder Schließen um nur fünf Millimeter erfordert zehn Umdrehungen. Dabei verstreichen bereits knapp fünf Sekunden. Auch nur „Peanuts“? Ganz und gar nicht.

Denn sobald es um die Prüfung von Werkstücken mit abgestuften Durchmessern geht, etwa Wellen, wird das Auf- und Zufahren der Bügelmessschraube zur echten Fleißarbeit. Prüft man die zu messenden Teile werkstückbezogen - das heißt zunächst alle Merkmale am ersten Teil, dann alle Merkmale am zweiten und so weiter - heißt es, wiederholt zu „kurbeln“. Und immer verstreichen dabei kostbare Sekunden unproduktiver Arbeitszeit.

Wird zum Beispiel eine sechsstufige Welle mit unterschiedlichen Durchmessern von fünf bis 20 Millimetern gemessen, benötigt man unter der Annahme von 50 zu messenden Teilen pro Tag und dem Einsatz einer Bügelmessschraube mit 0,5 Millimeter Spindelsteigung etwa 45 Minuten. In dieser Zeit ist natürlich das vielfache Drehen der Trommel während der Messung enthalten.

Dabei hat der Werker die Messfläche einer Bügelmessschraube mit 0,5 Millimeter Spindelsteigung über insgesamt rund einen Meter bewegt, beziehungsweise zirka 2000 Umdrehungen mit der Trommel der Bügelmessschraube hinter sich gebracht.

Was dieser Zeitaufwand pro Tag für die Wirtschaftlichkeitsrechnung bedeutet, muss nicht näher erläutert werden. Und auch die  Ermüdung des Werkers durch diese Tätigkeit verdient ein paar kritische Gedanken.

Zeitverlust um 50 Prozent reduzieren

Der eminent hohe Zeitverlust beim Prüfen abgestufter oder unterschiedlich dicker Werkstücke mit Bügelmessschrauben kann allerdings erheblich verringert werden: indem man einen genaueren Blick auf deren Spindelsteigung wirft. Was allerdings erst seit wenigen Wochen zum Erfolg führt.

Dem weltweit führenden Hersteller von Handmessgeräten, Mitutoyo, ist es nämlich gerade gelungen, die bislang übliche Spindelsteigung von 0,5 Millimeter bei Bügelmessschrauben auf ganze 2 Millimeter zu erhöhen - und das bei einer Spezifikation von 2 µm Fehlergrenzen.

Das heißt, dass mit solchen Geräten der neuen Generation eine vierfach schnellere Bewegung der Messflächen möglich wird. Erfordert das Öffnen und Schließen um 10 Millimeter bei einer Bügelmessschraube mit 0,5 Millimeter Spindelsteigung noch 20 Umdrehungen der Skalentrommel, benötigt man bei 2 Millimeter Spindelsteigung gerade einmal fünf Umdrehungen.

Der Arbeitszeitverlust durch die Drehbewegung beim Messen wird also deutlich reduziert – die Wirtschaftlichkeit erhöht sich entsprechend.

Weniger stark ins Gewicht fällt der Faktor Spindelsteigung naturgemäß dort, wo Werkstücke mit gleich bleibendem Durchmesser gemessen werden. Hier müssen die Messflächen zwischen den einzelnen Prüfungen jeweils nur geringfügig geöffnet und geschlossen werden; der Unterschied zwischen 0,5 und zwei Millimeter Spindelsteigung relativiert sich also. Das Sparpotenzial ist relativ gering, obgleich auch hier das Handling spürbar verbessert wird - denn schließlich ist in jedem Fall ein großzügiges Öffnen der Schraube notwendig, um das nächste Werkstück “kollisionsfrei“ zwischen Spindel und Amboss zu positionieren.

Alternative mit Vor- und Nachteilen

Eine zeitsparende Alternative zur Bügelmessschraube mit 0,5 Millimeter Spindelsteigung kann in bestimmten Anwendungen auch eine Gerätevariante mit schiebender Spindel sein.

Solche “Bügelmessschieber“ besitzen kein Präzisionsgewinde mit angeschlossenem Drehgeber als Maßverkörperung, sondern einen Linearmaßstab, der über einen Mechanismus in der Trommel geschoben wird.

Diese Konstruktion eignet sich, eingespannt im Ständer, zum Beispiel hervorragend für das Prüfen von kleinen Werkstücken und solchen mit empfindlichen Oberflächen. Daraus resultieren sehr gute wiederholpräzise Messungen.

Bauartbedingt weisen die Geräte allerdings ein gewisses axiales Spiel auf, was wiederum beim Messen von Werkstücken mit hohem Gewicht sowie beim Einsatz in Maschinen problematisch sein kann. Hier führen Bügelmessschrauben mit Präzisionsgewindespindel zu stabileren Messergebnissen.

Fazit