1901: Carl Edvard Johansson erhält ein Patent auf Endmaße

Endmaße sind kleine Blöcke aus Stahl (heute ggf. auch aus Keramik), die eine definierte Abmessung mit hoher Genauigkeit haben. Durch das Zusammensetzen mehrerer Endmaße kann das gewünschte Maß erreicht werden.

Der Schwede Johansson arbeitete in einer staatlichen Waffenfabrik. Als 1894 eine neue Waffe (ein Karabiner der deutschen Firma Mauser) eingeführt wurde, besuchte Johansson die Firma in der Hoffnung, dort neue und effektive Meßmethoden zu finden. Aber er fand nur, was er schon kannte: Für jedes Maß ein Block aus gehärtetem Stahl, ferner verschiedenste Lehren. Für die in Schweden geplante Lizenzfertigung der neuen Waffe bedeutete das die aufwendige Herstellung einer Vielzahl von Maßblöcken und Lehren 1.

Johansson entwickelte die Idee, eine Art Baukasten von Meßblöcken zu fertigen. Mit einer überschaubaren Anzahl von Meßblöcken konnte eine große Vielzahl von Maßen gemessen werden. Johansson setzte seinen 102er Satz (also 102 Endmaße) wie folgt zusammen:

  • Serie 1: 1,01; 1,02; … 1,49 mm (49 Endmaße)
  • Serie 2: 0,50; 1; 1,5; … 24; 24,5 mm (49 Endmaße)
  • Serie 3: 25; 50; 75 und 100 mm (4 Endmaße)

Diese Idee war neu. Die ersten Endmaße wurden von Johansson’s Frau auf einer umgebauten Nähmaschine gefertigt 2 3. In der Bildunterschrift heißt es:

A sewing machine converted by C.E.Johansson was used at home for the grinding of gauge blocks. The grinding wheel of cast iron may be seen at the right. The blocks were held against this with the right hand.

In meiner Übersetzung:

Mit Hilfe einer umgebauten Nähmaschine wurden die Endmaße zu Hause geschliffen. Die Schleifscheibe aus Guß ist auf der rechten Seite zu sehen. Die Endmaße wurden mit der rechten Hand dagegen gedrückt.

Wie Frau Johansson damit parallele Flächen erzielte, lasse ich mal dahin gestellt.

1899 wurde schon ein Satz von 46 Endmaßen für Johansson’s Arbeitgeber erzeugt, kurz darauf ein 102er Satz.

Johansson gelang es, eine so hohe Oberflächengüte und parallele, ebene Flächen zu erreichen, dass durch “Ansprengen” eines z.B. 50er, eines 25er, eines 24er und eines 1er Endmaßes 100 mm so genau erzielt wurden, dass kein Unterschied zum 100er Endmaß meßbar war.

Auch Johansson mußte erleben, dass Erfinder im eigenen Land oft einen schweren Stand haben. Seine Versuche, seine Idee im eigenen Land zu patentieren, zogen sich über Jahre hin. 1901 erhielt er ein erstes Patent in England, das schwedische Patent wurde erst 1904 erteilt, galt dann allerdings rückwirkend ab 1901.

Um wirklichen Austauschbau zu ermöglichen, müssen die Meßwerkzeuge, die z.B. in zwei unterschiedlichen Fertigungsstätten benutzt werden, hier wie da so genau wie möglich mit dem Referenzmaß (z.B. dem Urmeter von Paris 1889 bzw. einer der 30 Kopien in verschiedenen Ländern) übereinstimmen. 1901 begann Johansson damit. Er legte 20 °C als Bezugstemperatur fest (die Wissenschaft hatte erst 1889 0° festgelegt). 20 °C schienen dem Praktiker Johansson als Mittel von Werkstatttemperaturen zwischen 15 °C und 25 °C geeigneter. Ausgehend von Lehren von u.a. Brown & Sharpe aus den USA, Reinecker aus Chemnitz und Loewe aus Berlin erstellte Johansson ein 100 mm Endmaß, welches er vom Büro für Gewichte und Maße des Schwedischen Finanzministeriums in Stockholm vermessen ließ. Althin gibt den Ausspruch des Büroleiters wieder: “20 °C ? Da müssen wir ja nachheizen, um diese Temperatur zu erreichen !”. Die gemessene Länge betrug 100,019 mm 4.

Damit war er nicht zufrieden. Er fertigte nun einen runden Stab von 100 mm Länge an, den er der zuständigen französischen Stelle zur Verfügung stellte (das Urmeter wurde und wird in Paris beim Bueau des Poids et Mesures aufbewahrt). Nach rund einem Jahr teilte man ihm mit, daß sein Stab bei 20,63 °C genau 100 mm lang sei. Johansson fertigte nun einen Stab, der 0,0007 mm länger war als sein Vorgänger. Für Leser ohne weiteren technischen Hintergrund: Dieser Stab war damit 1/70 Haardicke länger, wenn ich mal die durchschnittliche Haardicke eines Europäers mit 0,05 mm ansetze.

Nun konnten Endmaße mit erstaunlicher Genauigkeit gefertigt werden. Bei erneuten Messungen stellte man in Paris fest:

  • Endmaß 20 mm wurde zu 19,9930 gemessen
  • Endmaß 10 mm wurde zu 9,9963 gemessen
  • Endmaß 6 mm wurde zu 5,9970 gemessen
  • Endmaß 2 mm wurde zu 2,0006 gemessen

Bei einem Besuch des National Physical Laboratory bei London sagte der Chef, man könne in seinem Labor eher auf das Dach verzichten als auf Johansson’s Endmaße.

Eine große deutsche Firma beschwerte sich über ungenaue Endmaße. Johansson schlug vor, dass man alle Endmaße, bei denen man Abweichungen im + Bereich gefunden hatte, aneinandergesprengen solle und das so entstandene Maß dann essen möge. Er werde einen neuen Satz Endmaße liefern, wenn der so gemessene Fehler gleich der Summe der vorher gemessenen Einzelfehler sei.

Statt einer Antwort zahlte der Kunde die noch offene Rechnung (leider hat Althin den Firmennamen diskret verschwiegen 5). Beim Besuch eines Vertreters Johansson’s erfuhr dieser dann, was geschehen war: Man hatte eine Meßmaschine aus Frankreich für 10.000 Franc beschafft und damit die Endmaße geprüft. Bei der Nachmessung hatte es sich dann aber gezeigt, dass diese teuere Anschaffung Fehlmessungen lieferte und so eine Fehlinvestition war .

Dennoch blieben die kommerziellen Erfolge C.E. Johansson’s bescheiden.

Johansson ging in die USA. Wirtschaftlich nicht erfolgreich, akzeptierte er ein Angebot von Henry Ford, exklusiv für Ford zu arbeiten. Endmaße wurden in der amerikanischen Industrie sehr schnell eingeführt. Eine im englischsprachigen Raum auch heute noch oft verwendete Bezeichnung lautet “Jo-Blocks”.

Stand: 3.11.2016


  1. Althin, 1948, S. 45

  2. a.a.O., S. 68

  3. Dimitrios Simitas nutzt auf seiner Webseite Scans des Buches von Althin: Gage Blocks - Jo Blocks Abgerufen 26.7.2016

  4. a.a.O., S. 74

  5. a.a.O., S. 90