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Bohrlehre
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohr-Ichre. die dazu
verwendet werden soll, festzustellen. ob eine Bohrung die vorgeschriebene Toleranzen
anfweist.
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Die bisher meist verwendeten sog. Zapfenlehren weisen bei Zylinder
auf, von welchen je einer auf eiiicr Seite eines Handgriffes angeordnet ist und
von welechen der eine auf die Minimaltoleranz und der andere auf die Maximaltoleraz
geschliffen worden ist. Imine solche Lehre weist zahlreiche Nachteile auf. unter
welchen namentlich der hemerkenswert ist. daß solche Lehren nicht zur Feststellung
verwender werden können, daß eine Bohrung unrund ist. Sie prüft lediglich die Größe
des eingeschriebenen Kreises der Bohrung.
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Um Löcher und Bohrungen zu prüfen, weist eine T.ehrenart einen äquatorialen
Kugelausschnitt auf, der die Minimallehre darstellt. Gleichzeitig ist auf der Minimallehre
nahe ihrem Äquator ein kugelig bearbbeiteter Knopf vorgesehen, welcher die Maximallehre
darstellt. Bei der. Verwendung dieser Lehre ist es erforderlich, sie in geneigter
Lage in die Bohrung einzuführen, so daß lediglich der die minimale Toleranz feststellende
Teil der Lehre mit der Bohrung in Berührung kommt. Es ist deshalb unmöglich. eine
Lehre in eine tiefe Bohrung einzu-
illhren, weil der Lehrengriff
dann mit dem Rand der Bohrung in Berührung kommen würde, bevor die Lehre genügend
weit eingeführt worden ist, um die Durchmesserverhältnisse am Ende der Bohrung zu
prüfen.
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Die Lehre gemäß vorliegender Erfindung vermeidet diese Nachteile.
Sie umfaßt zwei Lehrenteile, die zweckmäßig an den beiden Enden eines gemeinsamen
Handgriffes angeordnet sind. Jeder dieser Lehrenteile weist eine mit dem Prüfling
in Berührung kommende Fläche auf, welche im wesentlichen den äquatorialen Teil einer
Kugelfläche darstellt. Der eine Lehrenteil wird zur Bestimmung der Maximaltoleranz
verwendet, während der andere zur Bestimmung der Minimaltoleranz dient. leder Lehrenteil
hat einen ausgenommenen Teil, der lediglich dazu dient, daß der einen Teil einer
Kugel bildende Körper in die zu prüfende Bohrung cingeführt werden kann. Diese Anordnung
gestattet nicht nur, eine Bohrung sehr genau zu prüfen, sondern hat auch den zusätzlichen
Vorteil, daß ein koiiisder Verlauf oder Unrundheiten der Bohrung festgestellt werden
können, und zwar auch wenn die iragliche Konizität oder Unrundheit den Eintrittsdurchmesser
der Bohrung kleiner macht, als der Durchmesser des die Minimaltoleranz darstellenden
Lehrenteiles ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erbindung erstreckt sich
der ausgenommene Teil der Kugelfläche vom Äquator der Kugel im Uhrzeigerdrehsinlle
in Richtung der Meßdrehbewegung zur Kante der äquatorialen Zone. Die ausgenommene
Oberfläche verbindet die äquatoriale Zone und bildet eine scharfe Kante, welche
eine sehr gute reinigende NVirkung ausübt und alle Fremdstoffe entfernt, die in
der Bohrung vorhanden sein könnten.
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In einer anderen, weniger bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes
wird die Ausnehmung der sphärischen Fläche vermittels einer zylindrischen Oberfläche
erhalten, die auf beiden Seiten des Äquators verläuft. Der Radius dieser zylindrischen
Fläche ist wesentlich kleiner als der des sphärischen Lehrenteiles, da die zylindrische
Oberfläche keine Meßfläche darstellt, sondern lediglich dazu dient, das erforderliche
Spiel zu erhalten.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
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Fig. I zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform'
des Erfindungsgegenstandes. Man sieht, wie der Minimallehrenteil in die zu prüfende
lohrung eingeführt ist; Fig. 2 ist eine der Fig. I ähnliche Ansicht, zeigt alter
ein weiteres Stadium des Prüfvorganges; Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht,
zeigt jedoch die Verhältnisse, wenn der Durchmesser der zu prüfenden Bohrung größer
ist als der Minimallehrenteil; Fig. 4 ist eine der Fig. I entsprechende Seitenansicht,
die Lehre ist jedoch in umgekehrter Stellung gezeigt. Der Maximallehrenteil ist
in die Bohrung eingeführt. Diese Figur zeigt die Verhältnisse, wenn die Bohrung
innerhalb der Toleranzgrenzen liegt, d. h. wenn der Bohrungsdurchmesser kleiner
ist als der Durchmesser des Maximallehrenteiles; Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche
Ansicht, zeigt jedoch die Verhältnisse, wenn die zu prüfende Bohrung einen größeren
Durchmesser aufweist, als maximal zulässig ist; Fig. 6 ist eine Stirnansicht der
Lehre gemäß Fig. 1 bis 5. Aus ihr sieht man, wie die seitlichen Abschnitte der sphärischen
Zone abgeschliffen sind, um die Berührungsfläche der Lehre mit der Bohrung zu vermindern
und um zu erreichen, daß jede Bohrung und insbesondere eine konische oder unrunde
Bohrung leicht geprüft werden kann; Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lehre, bei welcher ein Spiel vermittels einer zylindrischen
Oberfläche erhalten wird, die sich auf beiden Seiten des Squators der sphärischen,
äquatorialen Zone erstreckt.
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Sie zeigt die Einführung der Minimallehre in die zu prüfende Bohrung;
Fig. 8 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht mit einem späteren Zeitpunkt des Prüfvorganges;
Fig. g ist eine der Fig. 8 ähnliche Ansicht, wenn der Durchmesser der zu prüfenden
Bohrung größer ist als der der Minimallehre; Fig. Io ist eine der Fig. 7 ähnliche
Ansicht. Es ist der Maximallehrenteil in die Bohrung eingeführt, deren Durchmesser
innerhalb der Toleranzgrenzen liegt; Fig. In ist eine der Fig. lo ähnliche Ansicht,
wenn der Durchmesser der zu prüfenden Bohrung über der Maximaltoleranz liegt; Fig.
I2 ist die Ansicht einer theoretisch möglochen Lehre mit einem sphärischen Lehrenteil,
der keine Ausnehmung aufweist. Eine solche Lehre muß gekippt werden, um in eine
Bohrung eingeführt werden zu können; Fig. I3 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht
und zeigt insbesondere, daß der Lehrengriff parallel zur Achse der zu prüfenden
Bohrung verläuft.
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Bei der Lehre der Fig. I ist 10 der Lehrenkörper mit dem minimalen
Durchmesser, der eine äquatoriale Zone 1 1 einer Kugel aufweist, die durch die gestrichelte
Linie 12 angedeutet ist. Seitliche Teile des Körpers Io sind, wie bei I3 (Fig. I
und 3) angedeutet, weggenommen. Außerdem ist der Körper 10 zusätzlich in der Nähe
des Äquators des verbleibenden Teiles der Zone I1, wie bei 15 angedeutet, ausgenommen.
Die Ausnehmung erstreckt sich vom Äquator der Zone bis zu der von dieser Zone entfernten
Kante in Richtung der Meßbewegung der Lehre. Wie ersichtlich, erstreckt sich die
Ausnehmung vom Äquator im Uhrzeigersinne bis zurSKante des Körpers lo. Sie ist zweckmäßig,
wie durch gestrichelte Bogen I6 angedeutet, konkav, um so eine scharfe Meßkante
zu erhalten.
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Es ist klar, daß der Kugeldurchmesser d den Meßdurchmesser des Minimallehrenteiles
darstellt.
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Der Maximallehrenteil 17 ist praktisch genau so ausgebildet wie der
Teil I0, obwohl zwecks Unterscheidung der beiden Teile die Breite der äquatorialen
Zone etwas kleiner ist als beim Lehren
teil 10. Der Lehrenteil I7
weist eine äquatoriale, auf einer KugelHäche 19 liegende Zone I8 auf. Der Durchmesser
d' dieser Zone stellt den maximal tolerierteii Durchmesser dar. Der Lehrenteil I7
ist mit seitlichen, den Ausnehmungen I3 des Teiles 10 entsprecenden Ausnehmungen
20 versehen. In gleicher Weise ist der Lehrenteil I7 auch mit Ausnehmungen 21 vershen,
welceh den Ausnehmungen 15 des Teiles 10 entsprechen. Sie sind zweckmäßig konkav
gehalten, wie durch die gestrichelten Linien 22 angedeutet. Die konkave Form der
Ausnehmungen 15 und 21 ergibt eine scharfe Kante zwischen der kugeligen Zone und
den Oberflächen der Ausnehmungen. Sie erleichtert das Entfernen von b'remdstoffeii,
welche in der zu prüfenden Bollulig vorhanden sein könnten. Die Vereinigung der
kugeligen Oberfläche und Ausnehmungen erfolgt zweckmäßig auf dem Äquator. Nötigenfalls
k10nnen ich aber die Ausnehumngen auch etwas über den Äquator hinaus erstrecken,
wodurch es möglich wird, die Lehre iI1 eine zu prüfende Bohrung eintühren zu können,
ohne sie kippen zu müssen. Die beiden Lebrenteile 10 und 17 sind auf einem gemeinsamen
Griff 23 angeordnet, so daß der minimale und maxilllale Lehrenteil zusammengehalten
sind niid l>eim Q,ebrauch keine Versehen entstehen können. Selbstverständlich
ist die Verwendung eines gemeinsamen Handgriffes zwar zweckmäßig, aber nicht unbedint
nötig.
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Entweder der Maximal- oder Minimallehrenteil 17 bzw. 10 können nur
mit einer Ausnehmung 21 oder 15 statt deren zwei versehen sein. Je eine Ausnehnlung
ist am Ende eines Durchmessers angeordliegt, ohne daß die Verwendung der Lehre wesentlich
beeinträchtigt würde. fii Fig. 1 ist die Prüfung einer Bohrung mit der \I ininiallehre
10 dargestellt. Die Lehre ist mit einem kleinen NVinkel in bezug auf die Achse der
Bohrung eingeführt worden. Diese Einführung stellt den ersteii Schritt bei der Prüfung
des Miminaldruchmessers dar, obwohl sie an sich keine Größenangabe liefert. in Fig.
2 ist die Lehre um die Mitte des Lehrenteiles 10 serdrellt worden, bis eine Berührung
mit den Wänden der zu prüfenden Bohrung stattfindet.
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Die Tatsache, daß eine solche Berührung auftritt lIild der sphärische
Teil sich nicht dreht, zeigt, daß die Bohrung des Prüflings kleiner ist als der
Minimaldurchmesser.
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Fig. 3 zeigt die Einführung der Lehre 10 in eine Bohrung, deren Durchmesser
größer ist als der Minimaldnrchnmesser. Die Tatsache, daB die Lehre um die Nlitte
des Lehrenteils 10 gekippt werden kann, Falle eine Berührung mit den Wänden der
Bohrung zu erhalten. ziegt, daß diese Bohrung ellen Durchmesser aufweist, der größer
ist als der zulässige minimale Durchmesser.
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In Fig. 4 ist dargestellt, wie der Maximallehrenteil 17 in eine Bohrung
eingeführt ist, deren Durchmesser kleiner ist als der zulässige Maximaldurchmesser.
Die Tatsache, daß der Durchmesser in diesem Falle den Erfordernissen entspricht,
wird duech die Lage der Lehre angezeigt, welche sich verdrehen kann, bis die Verbindungslinien
zwischen dem sphärischen Teil I8 und der Ausnehmung 21 gegen die Wandungen der Bohrung
anliegen.
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In Fig. 5 sind die Verhältnisse dargestellt, wenn die Lehre zur Prüfung
einer Bohrung verwendet wird, deren Durchmesser größer ist als der maximal zulässige
Durchmesser. Das freie Kippen der Lehre, wie es in dieser Figur angedeutet ist,
zeigt, daß die Bohrung einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der zulässige
Durchmesser.
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Mit der beschriebenen Lehre können Unrundleiten und eine Konizität
der Bohrung leicht geprüft werden, da die Lehre gekippt und, wie in Fig. I angedeutet,
in die Bohrung eingeführt werden kann, auch wenn sie einen Durchmesser aufweist,
der kleiner ist als der minimal zulässige.
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Infolgedessen wird, wenn die Lehre nach erfolgter Drehung gegen die
Wandungen der Bohrungen anliegt, wie in Fig. 2 dargestellt, angezeigt, daß die Bohrung
an der geprüften Stelle einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der minimal
noch zulässige. Die Ausnehmungen auf den Seiten der Lehrenteile 10 und I7 ermöglichen
es, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, die Lehre in eine unrunde Bohrung entlang
dem größeren Durchmesser einzuführen und die Bohrung auf dem größeren Durchmesser
zu prüfen, wobei angezeigt wird, ob es sich bei dieser Achse der Ellipse um den
Minimaldurchmesser handelt oder nicht. Zusätzlich kann die Lehre natürlich um 90°
gedreht werden, wodurch wiederum eine Prüfung der Bohrung stattfindet. Wenn es unmöglich
ist, die Lehre zu drehen, wird dadurch angezeigt, daß der Durchmesser der Bohrung
kleiner ist als der minimale Durchmesser auf der kleinen Ellipsenachse, und wenn
die Lehre verdreht, dann aber nicht in die in Fig. 3 gezeigte, dagegen in die in
Fig. 2 gezeigte Lage gekippt werden kann, so wird dadurch in gleicher Weise angezeigt,
daß die kleine Ellipsenachse unterhalb des minimal zulässigen Durchmessers liegt.
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Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in den
Fig. 7 bis 1 1 dargestellt.
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Der Minimallehrenteil 25 weist wiederum eine äquatoriale Zone 26 auf,
die einen Teil der durch die gestrichelte Linie 27 angedeuteten Kugelfläche bildet.
Der Durchmesser d des Teiles 25 stellt den maximal tolerierten Durchmesser dar.
Der Teil 25 ist bei 28 mit einer zylindrischen Oberfläche versehen, welche sich
in beiden Richtungen vom Äquator erstreckt. Der Durchmesser d1 dieser zylindrischen
Oberfläche ist wesentlich kleiner als der Durchmesser d und bildet eine Ausnehmung.
Die in Fig. 7 dargestellte Lehre weist auch einen Maximal lehrenteil 29 auf, der
aus der äquatorialen Zone 30 einer Kugel 3I vom Durchmesser d', welches den maximalen
tolerierten Durchmesser darstellt, gebildet ist. Der Teil 29 ist ebenfalls mit einer
zylindrischen Oberfläche 32 versehen, die sich beidseitig des Aquators des Teiles
29 erstreckt. Dieser Zylinder hat einen Durchmesser d dt', der wesentlich kleiner
ist als der Durchmesser d', und stellt eine Ausnehmung dar, die ähnLich den in den
Fig. I bis 6 mit I5 und 18 bezeichneten ist.
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Wie bei der ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind
beide Teile 25 und 29 an entgegengesetzten Enden eines gemeinsamen Griffes 33 angeordnet.
Dies ist eine zweckmäßige Maßnahme. Es ist ebensogut möglich, getrennte Griffe vorzusehen.
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Wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Minimallehrenteil 25 zum Prüfen
einer Bohrung in sie eingeführt. ln Fig. 8 ist die Lehre gekippt worden, bis die
Verbindungslinien zwischen den kugeligen Teilen 26 und dem zylindrischen Teil 28
der Lehre gegen die Wände der Bohrung anliegen. wodurch angezeigt wird, daß der
Bohrungsdurchmesser kleiner als der Minimaldurchmesser ist.
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In Fig. g sind die Verhältnisse dargestellt, wenn der Minimallehrenteil
25 in eine Bohrung eingeführt worden ist, deren Durchmesser größer ist als der Minimaldurchmesser.
Wie dargestellt, kann die Lehre in diesem Falle über die Mittellinie hinaus gekippt
werden und liegt tatsächlich frei in der Bohrung und könnte, wenn zulässig, gekippt
werden, bis Griff 33 in Berührung mit der Kante der Bohrung kommt.
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Nachdem eine Bohrung, wie in Fig. g dargestellt, geprüft worden ist
und festgestellt wurde, daß sie einen Durchmesser aufweist, welcher größer ist als
der Minimaldurchbruchmesser, besteht der nächste Schritt darin, die Lehre umzukehren
und den Maximallehrenteil 29 in die Bohrung einzuführen.
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Dieser Vorgang ist in Fig. 10 dargestellt. In diesem Falle zeigt die
Tatsache, daß die Verbindung zwischen dem kugeligen Teil und dem ausgenommenen Teil
2I gegen die Wandungen der Bohrungen anliegt, an, daß die Bohrung einen kleineren
Durchmesser aufweist als der maximal tolerierte Durchmesser.
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Hätte die Bohrung einen Durchmesser, der größer ist als der Maximaldurchmesser,
so würden die in Fig. 1 1 dargestellten Verhältnisse vorliegen, und der Prüfling
würde oberhalb der Toleranzgrenze liegen und wäre deshalb unbrauchbar.
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Es ist ersichtlich, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
infolge der scharfen Kante zwischen der kugeligen und der ausgenommeinen Fläche
ein besseres Reinigen der Bohrung stattfindet als bei der in Fig. 7 bis 11 dargestellten
Konstruktion. Beide Ausführungsformen sind aber in dieser Beziehung anderen Lehren
vorzuziehen, bei w elchen leicht Fremdkörper zwischen der kugeligen Oberfläche und
der Wand der Bohrung festgeklemmt werden können.
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Unter gewissen Umständen ist jedoch eine Lehre gemäß den Fig. 7 bis
11 einer solchen gemäß den Fig. I bis 6 vorzuziehen. Wenn eine sehr tiefe Bohrung
zu prüfen ist, muß die Lehre gemäß den Fig. i bis 6 mit einer solchen Neigung eingeführt
werden, daß der Griff 23 gegen die Kante der Bohrung aufliegt. Dies wäre auch der
Fall, und zwar noch iii größerem Ausmaße, wenn die vollständig sphärische Lehre
der Fig. 12 verwendet würde. Durch \ vergleich der Fig. 13 mit Fig. I2 ergibt sich,
daß die z\liiidrische Oberfläche den Eintritt der Lehre in eine Bohrung in einer
Lage gestattet, bei welcher die Achse des Griffes parallel zu der der Bohrung verläuft,
wodurch jede Schwierigkeit, die bei der Einführung der Lehre in einem Winkel zu
dieser Achse vorhanden wäre, vermieden wird. Die erste beschriebene Ausführungsform
der Erfindung ist jedoch die bevorzugte, da die Lehre gemäß den Fig. 7 bis II in
der Bohrung steckenbleiben und durch Drehung in entgegengesetztem Sinne zu der bei
der Prüfung zu erfolgenden Drehung nicht befreit werden kann, da eine solche Drehung,
durch welche die Lehre gelöst werden soll, plötzlich erfolgen muß, wodurch bewirkt
wird, daß die Lehre mit dem anderen Paar von Verlindungslinien zwischen der kugeligen
Fläche 26 Und der zylindrischen Fläche 28 nur um so fester klemmt.
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Infolge der schmalen äquatorialen Zone, welche bei beiden Ausführungsformen
vorhanden ist, lassen sich auch blinde Bohrungen leicht bis an ihren Grund prüfen,
da die Verbindungslinien, längs welchen die Messung erfolgt, vom Grund der Bohrung
keinen größeren Abstand aufweisen müssen als etwa 3, ; der Breite der äquatorialen
Zone des Lehrenteiles IO.
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Beide Ausführungsformen der Lehre lassen sich leicht zum Prüfen von
tiefen Bohrungen verwenden, da sie beide mit dem Griff parallel oder wenigstens
sehr angenähert parallel zur Achse der Bohrung eingeführt werden können. Es ist
hervorgehobeg worden, daß die Lehre gemäß den Fig. 7 bis 11 in dieser Beziehung
besonders zweckmäßig ist. Es kann jedoch jede Lehre dazu verwendet werden, um Bohrungen
zu prüfen. die viel tiefer sind als z. B. eine Bohrung, die sich mit einer Lehre
früherer Bauart prüfen läßt.
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Beide beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen große
Vorteile für die Prüfung von Bohrungen auf, welche unrund sind oder konisch gegen
das Ende zu verlaufen, von welchem her die Lehre eingeführt wird, da der Minimallehrenteil
mit Ausnehmungen, und zwar entweder gebogenen oder zylindrischen, versehen ist,
welche die Einführung in eine Bohrung erleichtern, die am Einführungsende einen
Durchmesser aufweist, der geringer ist als der tolerierte Minimaldurchmesser.
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Das stellt selbstverständlich einen großen Vorteil dar, wenn ein Prüfling
auf einer Maschine zu prüfen ist und die Lehre nicht am weiteren Ende der Bohrung
eingeführt werden kann.