Rauheitsmessung

Die Messung der Oberflächenrauheit dient dazu, die Mikrostruktur von Oberflächen zu bestimmen und anschließend mittels Kenngrößen quantitativ zu charakterisieren. Der Begriff Rauheitsmessung wird meist verkürzt für die Oberflächenmessung verwendet. Diese umfasst aber nicht nur die Rauheit bzw. Rautiefe sondern auch die Bestimmung der Welligkeit und Ebenheit von Oberflächen. Denn alle diese Merkmale bestimmen in unterschiedlicher Art und Weise die Funktion einer Bauteiloberfläche.

Warum ist eine Rauheitsmessung wichtig?

Die Funktion der Oberfläche eines Bauteils ist von entscheidender Bedeutung für seine Leistungsfähigkeit, Haltbarkeit und optisches Erscheinungsbild. Die Oberfläche eines Bauteils ist ein Konstruktionselement zur Auslegung der Bauteilfunktion hinsichtlich:

Reibung
Verschleiß
Dichtheit
Schmierung
Reinigungsfähigkeit
Werkstoffermüdung
Maßhaltigkeit

Was bietet unser Steinbeis-Transferzentrum?

1. Präzision und Zuverlässigkeit
Mit hochmodernen Messgeräten führen wir präzise und zuverlässige Messungen durch. Wir liefern Ihnen genaue Daten der Bauteiloberfläche.

2. Expertenwissen
Unsere Experten verfügen über langjährige Erfahrung im Bereich der Rauheitsmessung, so dass diese normkonform durchgeführt werden.

3. Kundenzentrierter Ansatz
Wir stimmen uns eng mit Ihnen ab, um passende Lösungen für Ihre Anforderungen umsetzen.

4. Beratungen und Schulungen
Wir stehen Ihnen nicht nur als Dienstleister zur Seite sondern bieten auch Beratungen und Schulungen an.

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Oberflächenangabe Zeichnung

Während früher eine Oberflächenangabe fertigungsbezogen war (Angabe in Dreiecke oder Ra-Klassen), ist heutzutage die Angabe der Rauheit und Welligkeit einer Oberfläche funktionsbezogen. Die neuen Normen für die 2D-Profilrauheit und die 3D-Oberflächenrauheit bieten ein umfangreiches Angebot, um eine Oberflächenbeschaffenheit hinsichtlich ihrer Funktion quantitativ zu charakterisieren. Die Oberfläche ist heute ein Konstruktionselement zur Auslegung der Bauteilfunktion hinsichtlich Reibung, Verschleiß, Dichtheit, Kontaktpressung und Einlaufverhalt.

Rauheits-Kenngrössen

Eine Oberflächenmikrostruktur lässt sich in kurzwellige und langwellige Anteile zerlegen. Die Summe aller kurzwelligen stellt die Rauheit und die Summe aller langwelligen die Welligkeit einer Oberfläche dar. Beide wirken sich in unterschiedlicher Art und Weise auf die funktionalen Eigenschaften einer Oberfläche bzgl. Reibung-, Verschleiß- und Dichtverhalten aus. Neben den bekannten Rauheitswerten

arithmetischer Mittelwert der Rauheit Ra,
maximale Höhe der Rauheit Rz,
maximale Höhe der Rauheit im Abschnitt Rzx und
relative Materialanteil Rmr

stellen die Normen eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur Verfügung. Damit lassen sich präzise die funktionsbestimmenden Merkmale einer Oberfläche durch quantitative Größen beschreiben. Dazu bestehen in der ISO 25178-2 und in der neuen Rauheitsnorm ISO 21920-2 eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur Verfügung. Die ISO 21920 ersetzt mit ihren drei Teilen, die bisherigen Normen für Rauheit ISO 4287, ISO 4288, ISO 13565-2 und ISO 1302, die alle zurückgezogen wurden.

Rauheitswerte Ra, Rz, Rzx, Rmr

Die Rauheitswerte Ra und Rz gehören zu den Höhenkenngrößen. Der arithmetische Mittelwert des Rauheitsprofils Ra (alt: Mittenrauwert) berechnet sich als Mittelwert aus den Beträgen aller Profilwerte des Rauheitsprofil. Leider stellt der Ra keine brauchbare Kenngröße dar und liefert keine Aussagen über die Ausprägungen der Oberflächenstrukturen. Hier ist der quadratische Mittelwert der Höhe des Rauheitsprofils Rq zu bevorzugen.

Die maximale Höhe des Rauheitsprofils Rz (alt: mittlere Rautiefe) berechnet sich als arithmetischer Mittelwert von i.d.R. fünf Einzelrautiefen aufeinanderfolgender Einzelmessstrecken in der Messstrecke (Auswertestrecke). Der Rz beträgt ca. das 3-10fache wie Ra, wobei es keine allgemeingütige Umrechnung oder gar eine Korrelation zwischen Rz und Ra gibt.

Maximale Höhe der Rauheit Rz

Der bisherige Rauheitswert Rmax wurde neben der Bezeichnung des Kennwertes in maximale Höhe der Rauheit im Abschnitt Rzx so geändert, dass dieser nun in einem über die Auswertelänge le gleitenden Abschnittslänge lsc berechnet wird. Dies ist sinnvoller als die willkürliche äquidistante Unterteilung in z.B. 5 Abschnittslänge.

Maximale Höhe der Rauheit im Abschnitt Rzx

Der relative Materialanteil der Rauheit Rmr (alt: Traganteil) ist nach der neuen ISO 21920-2:2021 der summierte Anteil der im Material verlaufenden Strecke relativ zur Auswertelänge (alt: Messstrecke). Dieser verläuft in einer Schnitthöhe dc zur Bezugshöhe, welche in der Regel durch den höchsten Punkt des Rauheitsprofils verläuft. Aufgrund der Abhängigkeit von Rmr von der Bezugshöhe, die durch eine eine einzelne (höchste) Oberflächenspitze verläuft, wird zusätzlich eine Referenzschnitthöhe cp definiert, um die Empfindlichkeit in der Berechnung zu reduzieren.

Relativer Materialanteil Rmr nach ISO 21920-2:2021

Seminar Rauheit und Rauheitsmessung

Zur Vertiefung der Themen Rauheit, Rauheitsmessung und Angabe der Oberflächenbeschaffenheit auf Zeichnungen bieten wir das Seminar Rauheit und Inhouse-Seminare an. Mit der Einführung der ISO-Normenreihe ISO 21920-1 bis 3:2021 (profilhafte Oberflächenbeschaffenheit) haben sich die internationalen Normen zur eindeutigen und funktionsgerechten Charakterisierung von Oberflächen wesentlich weiterentwickelt sowie grundlegend verändert.