Die wichtigste Eigenschaft von Messern? Sie sollen scharf sein. Dies prüfen die Hersteller im Rahmen ihrer Qualitätskontrolle. Verschiedene Testverfahren sind dafür notwendig. So wird beispielsweise die Klingenschnitttiefe von einer speziellen Prüfmaschine ermittelt, die auf magneto-induktiven Sensoren basiert.

Das Messer zählt seit jeher zu den wichtigsten Werkzeugen des Menschen. Schon in der Steinzeit wurden scharfe Klingen verwendet. Anfangs waren sie aus Stein, Holz und Knochen, später aus Bronze, Eisen und Stahl. Ab dem 18. Jahrhundert wurde das Messer Teil des Essbestecks und findet sich seitdem in allen Kulturen wieder. Es dient als Arbeits- oder Freizeitmesser, als Besteck, für den Haushalt oder zum Rasieren. Eines ist allen Zwecken gemein, die Messer sollten scharf sein, langlebig und mit Leichtigkeit durch Objekte gleiten, um sie zu zerschneiden.
Voraussetzung dafür ist die ideale Schärfe von Messern und Klingen. Sie wird durch Prüfmaschinen nachgewiesen, wie sie beispielsweise die Cutlery and Allied Trades Research Association, kurz Catra, herstellt. Deren Maschine erfüllt die Anforderungen des International Cutting Test Standard (BS EN ISO 8442-5.2005) vollständig. Der Name der Maschine: Catra Tester. Die automatische oder halbautomatische Maschine (verschiedene Varianten sind erhältlich) prüft die Schärfe von Messern und Klingen sowie deren Lebensdauer. Bei der halbautomatischen Tischgeräteversion dieser Maschine verlässt sich der Hersteller auf die magneto-induktiven Sensoren von Micro-Epsilon. Diese erfassen den Abstand zu einem Magneten. Neben der Abstandsmessung wird der MainSensor auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines jeden Klingenhubs herangezogen.

Der Prüfablauf

Zur Prüfung wird das Messer so befestigt, dass die Klinge vertikal platziert ist und mit der scharfen Seite nach oben zeigt. Ist das Messer in Position gebracht, wird ein Stapel synthetisches Papier darauf abgesenkt. Die Klinge wird jetzt vor und zurück bewegt und schneidet so durch den Papierstapel hindurch. Die Tiefe des Schnitts gilt als Maßstab für den Schärfegrad. Das Testmedium besteht zu 5 Prozent aus Silizium, wodurch ein leichter Verschleiß auf der Klingenkante entsteht. Beim wiederholten Bewegen des Messers erfolgen weitere Schnitte, wodurch sich der Verschleiß verstärkt. Die Messung der Schnitttiefe bei jedem einzelnen Hub kann aufgezeichnet werden, um eine Verschleißkurve für jede geprüfte Klinge zu erstellen. Am beweglichen Schieber, der die Vor- und Rückwärtsbewegung des Messers ausführt, befindet sich der Magnet des magneto-induktiven Sensors. Der Sensor selbst wird in einem Abstand von 50 mm platziert. Der Spannungspegel gibt nun Auskunft über den Weg, den das Messer pro Hub zurücklegt. Über den Weg pro Zeit wird darüber hinaus die Hubgeschwindigkeit ermittelt. Der maximale Hub liegt bei 40 mm. Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 50 mm/s bei einer typischen Testzeit von 15 Minuten für 60 Schnitthübe.

Das Messprinzip

Der MainSensor basiert auf einem patentierten Messprinzip, das von Micro-Epsilon entwickelt wurde, um die Vorteile von induktiven Sensoren und Magnetsensoren zu vereinen. Zur Messung wird ein Magnet am Messobjekt befestigt. Die Bewegung des Magneten bewirkt eine Veränderung des magnetischen Flusses im Sensorelement, welche durch die Sensorspule erfasst wird. Durch gegenläufige physikalische Effekte im Sensor ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen Abstand und Ausgangssignal (Selbst-Linearisierungs-Technologie). Durch den Einsatz verschieden starker Magnete können Messbereiche bis zu 55 mm realisiert werden. Um den Messbereich einzustellen, muss lediglich der Magnet ausgetauscht werden. Der MainSensor ist dazu wartungs- und verschleißfrei. Neben der Weg- und Abstandsmessung werden die Sensoren in Sonderanwendungen zur Drehzahlmessung, zum Beispiel von Achsen oder großen Zahnrädern eingesetzt.
Anders als herkömmliche Messverfahren ist der magneto-induktive Sensor in der Lage, auch durch nicht-ferromagnetische Materialien hindurchzumessen, insbesondere durch Metalle wie Aluminium und Edelstahl. Bei Anwendungen in geschlossenen Systemen oder Gehäusen ist dies ein entscheidender Vorteil, da Sensor und Magnet räumlich getrennt untergebracht werden können. So lassen sich beispielsweise der Magnet in schwieriger Umgebung und der Sensor in sicheren Bereichen montieren.