Endmaße kombinieren

Bedeutung und Entwicklung der Endmaße

Endmaße sind mit höchster Präzision gefertigte Blöcke aus Edelstahl, Glas, Hartmetall oder Keramik zur Prüfung und Kalibrierung von Messgeräten, Werkzeugen oder Maschinenteilen. Die Entwicklung begann mit einer Erfindung des schwedischen Maschinenbauingenieurs Carl Edvard Johansson, der seine „Passstücke“ 1901 zum Patent anmeldete. Schon 1906 erreichten seine Blöcke eine Genauigkeit von 1/1000 Millimeter und in 1908 1/10000 Millimeter. Der Vorteil liegt in der hochpräzisen Prüfmöglichkeit und Fehlervermeidung, die bei Messwerkzeugen nicht auszuschließen sind und auch kaum erreicht werden können. Obwohl mit Endmaßen auch Messstrecken ermittelt werden können, handelt es sich hierbei nicht um einen Messvorgang im Sinne der Definition. Mit Messwerkzeugen können tatsächliche „Ist-Maße“ ermittelt werden. Endmaße und andere sogenannte Prüflehren lassen nur einen Vergleich zu, der allerdings immer gleichbleibend ist. Dabei muss man wissen, dass die Maßprüfungen mit Lehren wesentlich rationeller und zuverlässiger sind.

Die deutsche Bezeichnung „Endmaße“ ist folgerichtig also nicht ganz eindeutig, während die schwedische Bezeichnung „Passbitar“ also „Passstücke“ der Definition erheblich näher kommt. Ein weiterer und nicht unerheblicher Vorteil der Endmaße besteht in der freien Kombinierbarkeit unterschiedlicher Maße. Dadurch entfällt die Herstellung und Vorhaltung einer unendlichen Vielzahl von feststehenden Prüflehren.

Endmaßreihen und Endmaße kombinieren

Endmaße werden nicht nur in unterschiedlichen Maßabstufungen angeboten, sondern auch in unterschiedlichen Toleranzklassen, wodurch festgelegt wird, welche Maßabweichung innerhalb des Toleranzfeldes akzeptiert werden muss.

Beispielkonstruktion einer Endmaßkombination

Als Beispiel dient hier einer der gebräuchlichsten Zusammenstellungen von Endmaßkästen mit Maßabstufungen für den Werkzeug- und Maschinenbau. Alle Angaben im Millimeter.

Serien des 112 teiligen Endmaßsatzes
Länge Schritt Anzahl
1,0005 - 1
1,001 - 1,009 0,001 9
1,01 - 1,49 0,01 49
0,5 - 24,5 0,5 49
25 - 100 25 4

Genau wie hier aufgeführt, sind die Endmaße von links nach rechts im Kasten aufgereiht. Man folgt bei der Kombination den Reihen von links nach rechts und beginnt mit der kleinsten Zahl hinter dem Komma. Die Reihen sind so aufeinander abgestimmt, dass Maße mit einem bestimmten Ziffernschritt zusammengesetzt werden können. Durch Subtraktion kann aus der Reihe mit dem kleinsten Ziffernschritt das Maß mit Ziffernschritt der nächst größeren Reihe gebildet werden.

1. Schritt 

44,6635
-1,0005
43,663X

Im ersten Schritt müssen die ½ Tausendstel aufgefüllt werden. Die Wahl des 1,0005 Endmaßes ist offensichtlich das die erste „Reihe“ nur aus diesem Maß besteht 

2. Schritt 

43,6630
-1,0030
42,66XX

Bei der 2. Reihe wird das Endmaß mit übereinstimmenden Tausendstel Wert gesucht.

3. Schritt 

42,6600
-1,1600
41,5XXX
Die 3. Reihe bietet interessanteste Schritt. Da die übergeordnete Reihe eine 0,5mm Teilung hat, muss man mit den Maßen der 3.Reihe das verbleibende Maß durch 0,5mm teilbar machen. Entsprechend besteht diese Reihe nicht nur aus den 10 verschieden Hundertstel Maßen, sondern bildet den ganzen Bereich von 0-0,5 mm in Hundertstel Schritten ab Würden wir nur die Hundertstel berücksichtigen gäbe es die Alternative 1,26 - 1,36 und 1,46 was aber nicht zu einer 0,5 am Ende führen würde.

4. Schritt 

41,5000
-20,5000
20,XXXX
Hier gibt es zwei Alternativen um die 0,5 mm Stelle aufzufüllen. Wenn Kombinationen regelmäßig vorkommen, sollten Alternativen wie hier 16,5 mit 25,0 genutzt

5. Schritt 

20,0000
-20,0000
XX,XXXX

Im letzten Schritt sehen wir den Sonderfall das wird nochmal ein Maß aus der 4. Reihe nutzen. Es müssen nicht immer alles Reihen genutzte werden.

Hätten wir uns im vorangegangen Schritt für das 16,5 Endmaß entschieden, würde die 5.Reihe aber das passende 25,0 Endmaß liefern

Für komplizierte Aufgaben kann man auch den Online Rechner für Endmaßkombinationen nutzen.

Werkstoffe, Anwendung und Handhabung

Pflege und richtige Handhabung sind entscheidend für genaue Maß-Prüfungen und Lebensdauer. Obwohl Endmaße aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können kommt hierfür vorrangig hochlegierter gehärteter Werkzeugstahl zum Einsatz. Als Bezugstemperatur sind 20 Grad Celsius vorgeschrieben. Für Hochpräzise arbeiten in Messlaboren werden oft Hartmetall-, Keramik- oder Glasendmaße bevorzugt. Hartmetall hat eine zwanzigfach höheren Verschleißwiderstand und fünfzigfach geringere Wärmeausdehnung im Verhältnis zu Stahl. Sind also weitgehend unempfindlich gegen kleine Temperaturabweichungen. Keramikendmaße sind leicht, bedürfen nur wenig Pflege und gelten als besonders verschleißarm.

Die Oberfläche aller Ausführungen, mit der die Endmaße zum Aneinanderreihen zusammengefügt werden, wird durch das „Läppverfahren“ auf „Null“ gebracht und von jeglicher "Rauhtiefe" befreit, die durch vorausgehende Bearbeitungen entstanden. Damit eine vollständig schlüssige Verbindung entsteht, müssen die einzelnen Blöcke aneinander geschoben werden. Also nicht senkrecht aufsetzen!

Kaltverschweißung, Pflege und Normung

Die Verbindung sollte jedoch nicht über mehrere Tage bestehen bleiben, da besonders bei Edelstahlendmaßen dann eine Kaltverschweißung einsetzt. Durch die hohe Oberflächengüte berührt sich ein Maximum an Atomen an beiden Grenzflächen, was durch ihre Anziehungskräfte zur Bildung stabiler Atomgitter zwischen den beiden Werkstücken führt. Eine anschließend gewaltsame Trennung führt zur Verschlechterung oder gar Zerstörung der Oberflächengüte. Nach Gebrauch müssen die Passflächen mit säurefreiem Fett gereinigt und anschließend trocken gerieben werden.

Die Normung aller Endmaßklassen und Toleranzen ist unter DIN EN ISO 3650 festgehalten.