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2026-01-07T16:29:32Z

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[[Datei:Herbert Hoffmann GmbH, 122-teilig.jpg|mini|hochkant=2.0|122-teiliger Satz Herbert Hoffmann GmbH]]
'''Endmaße''' sind Blöcke bis 1500 mm Länge zum Prüfen und [[Kalibrieren]] von [[Messgerät]]en und [[Prüfmittel]]n. Alternativ dienen sie als sekundäre [[Normal]]e zum direkten [[Messung|Messen]]. Sie bestehen aus [[Stahl]], [[Hartmetall]] oder [[Technische Keramik|Keramik]] und verkörpern eine bestimmte [[Längenmaß|Länge]] mit einer hohen [[Genauigkeit]] ([[Maßverkörperung]]). Endmaße gibt es in verschiedenen Formen, beispielsweise als [[Parallel (Geometrie)|Parallel]]-, [[Winkel]]-, [[Kugel]]- oder [[Zylinder (Geometrie)|Zylinderendmaße]].

Endmaße werden meistens in Sätzen mit unterschiedlichen Längen und Abstufungen verkauft, so dass man für gewöhnlich vom Plural ''Endmaße'' spricht.

== Geschichte ==
Endmaße wurden vom [[Schweden]] [[Carl Edvard Johansson]] erfunden. Er arbeitete in der staatlichen Waffenfabrik ''Carl Gustaf'' und beschäftigte sich mit den hohen Kosten für die Vermessung des Remington-[[Gewehr]]s, da für jede neue Länge eine neue [[Messlehre]] hergestellt werden musste. Als Schweden 1894 den [[Mauser (Waffenhersteller)|Mauser]]-[[Karabiner]] einführte, war Johansson sehr an einer Analyse der Messmethoden Mausers interessiert. Ein Besuch in der Mauser-Fabrik in [[Oberndorf am Neckar|Oberndorf]] führte allerdings zu einer Enttäuschung. Auf dem Weg nach Hause dachte Johansson über das Problem nach und entwickelte die Idee, mehrere einzelne Lehren miteinander zu verbinden, um so die Anzahl der benötigten Lehren zu minimieren. So kann zum Beispiel aus einer Kombination der vier Lehren mit den Längen 1 mm, 2 mm, 4 mm und 8 mm jede Länge zwischen 1 mm und 15 mm gebildet werden (Länge gestuft in Stufen von je 1 mm).

Johansson fand heraus, dass die Blöcke mit ein wenig [[Fette|Fett]] zusammenhaften, wenn die [[Oberflächenphysik|Oberflächen]] zweier gegenüberliegenden Seiten hinreichend [[Ebenheit (Technik)|eben]] und parallel sind. Die Breite dieser Verbindungsschicht betrug ungefähr 25 [[Nanometer|nm]], was für damalige [[Toleranz (Technik)|Toleranzen]] so klein war, dass die Blöcke ohne Korrekturen aneinander gehaftet werden konnten. Letztendlich wurde die Verbindungsschicht als Teil des Blocks definiert, so dass das Zusammensetzen beliebig vieler Blöcke ohne Ausgleich geschehen konnte.

Zu Hause baute Johansson die Nähmaschine seiner Frau zu einer [[Reiben|Reib]]- und [[Läppen|Läppmaschine]] um. Seine Frau stellte die ersten Sätze zu Hause her. Als Johansson seine Entwicklung seinem Arbeitgeber ''Carl Gustaf'' präsentierte, stellte dieser ihm Zeit und Mittel zur Verfügung, um die Idee weiterzuentwickeln. 1901 ließ er seine Idee [[patent]]ieren.

In den Vereinigten Staaten wurde die Idee mit Begeisterung von [[Henry Ford]] aufgegriffen. Schließlich wurde der Gebrauch der Endmaße als wichtigstes Verfahren zur Übertragung von Längen in der [[Industrie]] angenommen. Anfang des Ersten Weltkrieges waren Endmaße für die amerikanische Industrie bereits so wichtig, dass die Regierung Schritte unternehmen musste, um die Versorgung aufrechtzuerhalten. Da die einzige Versorgung von Europa aus erfolgte, wurde diese nach Ausbruch des Krieges unterbrochen.

1917 schlug Erfinder [[William Hoke]] dem NBS (National Bureau of Standards, heute [[National Institute of Standards and Technology]]) eine Methode zur Herstellung von Endmaßen vor, die mit der von Johansson vergleichbar war.

Danach wurden von der [[Artillerie]]abteilung Geldmittel bereitgestellt, um 50 Sätze mit jeweils 81 Blöcken für das NBS herzustellen. Diese Blöcke waren zylinderförmig und hatten in der Mitte ein Loch, das zur markantesten Eigenschaft des Designs zählte. Endmaße mit diesen Löchern werden als ''Hoke-Blöcke'' bezeichnet.

== Parallelendmaße ==
[[Datei:Gauge block adhesion.jpg|mini|hochkant=1.5|Angesprengte Parallelendmaße]]
Parallelendmaße sind [[quader]]förmige Blöcke mit einer sehr hohen Längengenauigkeit. Durch eine hohe [[Oberflächengüte]] lassen sie sich an den Enden zu verschiedenen Längen zusammensetzen, indem sie durch die [[Adhäsion]]skraft zusammengehalten werden. Das Zusammensetzen wird als ''Anschieben'' oder ''[[Ansprengen]]'' bezeichnet. Stahlendmaße sollten spätestens nach acht Stunden wieder voneinander getrennt werden, da sie zum [[Kaltverschweißen]] neigen.

Parallelendmaße stellen die Längenmaßverkörperungen mit den kleinsten [[Messunsicherheit]]en dar. Bei [[Kalibrierung]] in einem [[Nationales Metrologisches Institut|Nationalen Metrologischen Institut]] (NMI) werden Messunsicherheiten von etwa 20 nm bis ca. 50 nm erreicht. Das deutsche NMI ist die [[Physikalisch-Technische Bundesanstalt]] (PTB) in Braunschweig.
[[Datei:Satz 5-teilig, 600 mm - 1000 mm.jpg|mini|5-teiliger Satz Herbert Hoffmann GmbH]]
[[Datei:Endmaßsatz in Trolley Ausführung.jpg|mini|In Trolley-Ausführung]]
Ein ''Normalsatz'' Endmaße, wie er in vielen metallverarbeitenden Werkstätten verwendet wird, besteht aus fünf Reihen mit jeweils neun Endmaßen. Folgende Tabelle zeigt die Reihen und ihre Abstufungen.

{| class="wikitable" style="text-align:center;"
! Reihe || Endmaßlänge || Stufung der Blöcke
|-
| 1 || {{0}}1,001...{{0}}1,009 mm || {{0}}0,001 mm
|-
| 2 || {{0}}1,01{{0}}...{{0}}1,09{{0}} mm || {{0}}0,01{{0}} mm
|-
| 3 || {{0}}1,1{{0|00}}...{{0}}1,9{{0|00}} mm || {{0}}0,1{{0|00}} mm
|-
| 4 || {{0}}1{{0|,000}}...{{0}}9{{0|,000}} mm || {{0}}1{{0|,000}} mm
|-
| 5 || 10{{0|,000}}...90{{0|,000}} mm || 10{{0|,000}} mm
|}

Mit diesem Normalsatz lassen sich nicht alle möglichen Längen kombinieren, da keines der Endmaße kürzer als einen Millimeter ist. Eine Länge von 2,217 mm wäre somit mit diesem Normalsatz nicht abzubilden: Für eine Kombination von 217 µm sind in jedem Fall mindestens drei einzelne Endmaße notwendig, wodurch die Länge der Endmaßkombination eine Länge von 3 mm immer überschreiten wird.

Wegen der Gesamtabweichung, die sich aus der Maßabweichung jedes einzelnen Endmaßes additiv zusammensetzt, sollten Endmaßkombinationen aus möglichst wenigen einzelnen Endmaßen bestehen.

== Winkelendmaße ==
Ähnlich wie für Längen gibt es für Winkel endmaßähnliche Maßverkörperungen, die durch Kombination zwischen 0° und 90° in Stufen von minimal 1 Sekunde bei Sonderausführungen jeden Winkel zusammenzustellen erlauben. Das Zusammenstellen wird ebenso gehandhabt wie bei Parallelendmaßen, nämlich durch Anschieben der Messflächen. Dies bedeutet eine wesentliche Vereinfachung der Messung von Winkeln, Kegeln und Winkelteilungen. Die Winkelendmaße können sowohl additiv als auch subtraktiv, wie nachfolgend beschrieben, zusammengeschoben werden.

Beispiel 1: 
Sollwinkel: 33° 
Benötigte Winkelendmaße: 30° und 3° 
Das 3°-Winkelendmaß wird mit der Positivseite gegen die Plusseite des 30°-Maßes angeschoben.

Beispiel 2: 
Sollwinkel: 44° 30’ 
Benötigte Winkelendmaße: 45° und 30’ 
Das 30’-Winkelendmaß wird mit der Minusseite gegen die Plusseite des 45°-Maßes angeschoben.

Somit ist es möglich, Grade, Minuten und Sekunden in jeder beliebigen Kombination genau und schnell einzustellen. Ein Winkelendmaßsatz mit 16 Winkelendmaßen erlaubt etwa 35.000 Winkelkombinationen im Bereich von 0–90° in Sonderstufen von 1 Sekunde.

Toleranz vom Nennwinkel ± 2″ 
Winkelendmaße: 1″ bis 90° erhältlich

Ausführung 
Querschnitt 50 × 9 mm 
gehärteter und gealteter Stahl,
geschliffen und geläppt

== Stufenendmaße ==
[[Datei:Stufenendmaß KOBA-step.JPG|mini|Handelsübliches Stufenendmaß (KOBA Step) bei der Überprüfung]]
Stufenendmaße stellen ebenfalls eine Längenmaßverkörperung dar. Sie haben auf einer [[Gerade]]n mehrere Messflächen, so dass mit einem [[Normal]] verschiedene Längen dargestellt werden. Sie bestehen typischerweise aus einem Tragkörper und darin befestigten Körpern mit [[planparallel]]en Flächen. Die Körper können auch aus Parallelendmaßen bestehen. Stufenendmaße werden häufig zum [[Kalibrieren]] und [[Prüfen]] von Messgeräten wie 3D-Koordinatenmessgeräten eingesetzt.

== Werkstoffe ==
* Endmaße aus Stahl sind die gebräuchlichsten, da sie die meisten Anforderungen erfüllen und günstig sind. Nachteilig wirkt sich der hohe Pflegebedarf auf die Handhabung aus.
* Endmaße aus Hartmetall haben einen 20-fach höheren Verschleißwiderstand, jedoch eine um 50 % geringere [[Wärmeausdehnung]] als Stahl, was bei Temperaturen außerhalb der Normtemperatur von 20 °C zu Messfehlern durch unterschiedliche [[Ausdehnungskoeffizient|Wärmeausdehnungskoeffizienten]] führt, wenn die Prüflinge aus Stahl bestehen.
* Endmaße aus Keramik haben eine sehr hohe Verschleißfestigkeit, eine stahlähnliche Wärmeausdehnung und ein geringes Gewicht. Zudem bedürfen sie keiner besonderen Pflege.

== Normung ==
Endmaße sind nach [[Deutsches Institut für Normung|DIN]] [[Europäische Norm|EN]] [[International Organization for Standardization|ISO]] 3650 genormt und werden in vier Toleranzklassen hergestellt, die folgenden Anwendungsgruppen zugeordnet werden können:
{| class="wikitable"
! Klasse || [[Toleranz (Technik)#Maßtoleranzen|Maßtoleranz]] (bis 10 mm) || Abweichungsspanne (bis 10 mm) || Anwendung
|-
|align=center| '''K''' || ± 0,2 µm || ± 0,05 µm || Endmaß-Bezugsnormale, diese werden vorwiegend zum Kalibrieren anderer Endmaße eingesetzt
|-
|align=center| '''0''' || ± 0,12 µm || ± 0,1 µm || Kalibrieren anderer Lehren und Messgeräte im klimatisierten Messlabor
|-
|align=center| '''1''' || ± 0,2 µm || ± 0,16 µm ||style="max-width:0"| Meistverwendetes Gebrauchsnormal im Messraum für die Prüfung von Lehren und zum Einstellen von Messgeräten
|-
|align=center| '''2''' || ± 0,45 µm || ± 0,3 µm ||style="max-width:0"| Meistverwendetes Gebrauchsnormal in der Fertigung für die Prüfung von Lehren und zum Einstellen von Messgeräten
|}

== Pflege und Arbeitshinweise ==
Endmaße müssen nach Gebrauch in staub- und feuchtigkeitsdichte Lagergebinden gelagert werden, um Oberflächenbeschädigungen und [[Korrosion]] zu vermeiden. Sie dürfen zudem nicht zu lange zusammengesetzt ([[Ansprengen|angesprengt]]) werden, weil die Gefahr der [[Kaltverschweißung]] besteht. Je nach Präzisionsklasse sollten die Endmaße nur mit sauberen, fett- und talkumfreien Handschuhen angefasst werden, um Oberflächenkontaminationen zu vermeiden.

== Weblinks ==
{{Commons|Calibration block|Endmaße}}
* [https://emtoolbox.nist.gov/Publications/NISTMonograph180.pdf ''The Gauge Block Handbook''.] (PDF; 1,22 MB) National Institute of Standards and Technology (NIST) Handbuch zu Endmaßen (englisch)

{{SORTIERUNG:Endmass}}
[[Kategorie:Lehre (Technik)]]

Endmaß - Versionsgeschichte

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