Messen ist Vergleichen einer Größe mit einer festgelegten Einheit. Man vergleicht zum Beispiel Länge mit Länge, Gewicht mit Gewicht oder Winkel mit Winkel.
Die festgelegte Maßeinheit der Längen ist das Meter. Es wurde zuerst als der 40millionste Teil des Erdumfanges festgelegt. Heute gilt für das Meter ein genaueres Muster: die Wellenlänge der roten Kadmiumstrahlen.
Zu den Längenmesszeugen gehören Strichmesszeuge, Taster und Lehren.
Einfache Strichmesszeuge sind Zollstock, Stahlmaß und Rollbandmaß. Einstellbare Strichmesszeuge sind der Messschieber und die Messschraube.
Taster verwendet man zum Übertragen und Vergleichen von Maßen zylindrischer Gegenstände (Rohren, Wellen, Bohrungen).
Lehren sind feste Messzeuge. Sie sind auf einen bestimmten Messwert eingestellt und lassen sich nicht verändern. Beispiele bieten die Schlitzlehren für Aufzugdicken der Druckzylinder und die Fühllehre, der „Spion“, mit dem zum Beispiel die Elektrodenabstände der Zündkerzen des Autos geprüft werden.
Zuweilen wird der Messschieber als Schieb- oder Schublehre bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig, weil Lehren feststehende Messzeuge sind. Der Messschieber ist ein einstellbares Strichmesszeug und keine Lehre. Lehren sind feststehende Messwerkzeuge. Deshalb ist der Messschieber keine Schieblehre.

Messfehler vermeiden!
Welches Messzeug im einzelnen Falle zu verwenden ist, richtet sich nach dem jeweils notwendigen Grad der Messgenauigkeit. Wir messen immer so genau wie nötig und nicht so genau wie möglich. Notwendig ist stets gewissenhaftes Messen mit der vorgeschriebenen Genauigkeit.
Messfehler treten bei Längenmessungen leicht auf, wenn die Vergleichsskala nicht dicht genug am zu messenden Material liegt oder mit falscher Blickrichtung abgelesen wird.
Ein solcher Fehler wird vermieden, wenn man den Blick lotrecht auf die Messstelle richtet.
Außerdem ist es in dem dargestellten Fall zweckmäßig den Messstab aufrecht zu stellen und die Messskala dadurch dicht an die Messstelle heranzubringen.

Den Nonius richtig ablesen!
Der Nonius ist eine bewegliche Längenskala zur Steigerung der Ablesegenauigkeit auf Messgeräten für Längen oder Winkel, beispielsweise auf einem Messschieber. Der Messschieber besteht aus dem Grundlineal mit festem Messschenkel und aus der Messbacke mit dem verschiebbarem Messschenkel. Auf dem Grundlineal befindet sich die Messskala. Die Messbacke ist verschiebbar auf dem Grundlineal gelagert. Sie trägt am Rand eine Skala, den Nonius. Der Nonius ist eine Maßeinteilung auf der Messbacke, die das Einstellen und Ablesen von Zehnteln erlaubt.

In der Nullstellung sind die Messschenkel geschlossen. Der 0-Strich des Nonius steht unter dem 0-Strich der Messskala auf dem Grundlineal. Der 10. Strich des Nonius steht unter dem 9. Strich der Messskala. Die 10 Abstände zwischen den 11 Strichen des Nonius sind insgesamt ebenso lang wie die 9 Abstände der Messskala auf dem Grundlineal. Jeder einzelne Abstand auf dem Nonius ist somit um 0,1 kürzer als jeder Abstand auf der Messskala des Grundlineals.

Die Messschraube!
Die Messschraube misst Hundertstel! Die Messschraube besteht aus Messspindel, Messhülse, Messtrommel, Amboss, Bügel und Ratsche. Auf der Messhülse befindet sich die Messskala mit den ganzen Millimeterabständen. Die Messtrommel trägt die Kreisskala mit den Millimeterbruchteilen. Sie ist mit der Messspindel fest verbunden. Das feingängige Gewinde der Messspindel hat eine Steigung von 1 mm bei einer Umdrehung. Die Ratsche wird auch Gefühlsschraube genannt, weil sie mit ihrer Rutschkupplung dafür sorgt, dass wir beim Zudrehen der Messschraube den Grenzwert des Drucks auf das zu messende Material nicht überschreiten.

Analoge und digitale Ablesung.
Zwei Arten von Messzeugen sind zu unterscheiden, Messzeuge für Analog-Ablesung und andere für Digital-Ablesung. Zu den Messzeugen für Analog-Ablesung gehören die bereits erwähnten Strichmesszeuge: Messlineal, Messschieber und Messschraube. Der Ablesewert wird auf einer Strichskala angezeigt. Die Messzeuge für digitale Ablesung zeigen in einem Fenster den Ablesewert als Zahl an. Das ist zum Beispiel bei den automatischen Messvorrichtungen moderner Schneidemaschinen der Fall.

Ein anschauliches Beispiel für Kraft ist die Anziehungskraft der Erde, die Schwerkraft. Die Körper erhalten durch sie ihr Gewicht. Deshalb nennt man diese Anziehungskraft auch Gewichtskraft. Außer der Gewichtskraft gibt es viele andere Arten von Kräften. Allen Kräften ist gemeinsam, dass sie Gegenstände bewegen und verformen können. Zur vollständigen Kennzeichnung jeder Kraft sind immer zwei Angaben erforderlich, ihre Richtung und ihr Ausmaß.
Man deutet die Richtung einer Kraft durch einen Pfeil an. Derartige gerichtete Größen heißen Vektoren. Die anderen Größen, für die nur eine Angabe erforderlich ist, heißen Skalare. So sind zum Beispiel Länge, Temperatur und Zeit Skalare.

Wodurch unterscheiden sich Kilonewton und Kilogramm?
Nach dem Internationalen Maßsystem gilt heute als Maßeinheit einer Kraft das Newton mit dem Kurzzeichen N. Nicht mehr gültig sind das Pond (p) und das Kilopond (kp). Der allgemeine Sprachgebrauch kennt als Gewichtseinheiten das Gramm, das Kilogramm und die Tonne. Diese Ausdrücke bezeichnen jedoch nicht das Gewicht, sondern die Masse eines Körpers. Die Masse ist ein wichtiger physikalischer Begriff, auf den wir hier nur kurz eingehen können. Die Masse der Körper bleibt überall gleich, an allen Stellen der Erde und im Weltall. Die Gewichtskraft bleibt nicht gleich. Sie ist ortsabhängig. Je weiter sich ein Körper von der Erdoberfläche entfernt, um so geringer wird die auf ihn wirkende Anziehungskraft der Erde, also seine Gewichtskraft. Die Masse bleibt dagegen überall gleich. Die Stärke der Gewichtskraft ist ortsabhängig, die Masse ist ortsunabhängig.

Der Hebel.

Der Hebel ist ein fester, drehbar gelagerter Körper. Er kann gerade, gebogen oder winklig sein. Mit Hilfe von Hebeln werden Kräfte umgewandelt. Es gibt zweiseitige und einseitige Hebel. Außerdem sind Kraftarm und Lastarm zu unterscheiden. Der Kraftarm erstreckt sich vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Kraft, der Lastarm reicht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Last. Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn Kraft mal Kraftarm gleich Last mal Lastarm ist.

Die Rolle.

Wir unterscheiden die feste und die lose Rolle. Die feste Rolle hat einen festen Drehpunkt, die lose Rolle einen beweglichen. Die feste Rolle wirkt wie ein zweiseitiger Hebel mit gleichlangen Armen. Sie verändert nur die Richtung der Kraft, nicht ihre Größe. Bei der losen Rolle wird die Last von dem um sie herumlaufenden Seil getragen. Die Last verteilt sich auf beide Seilstücke. Das freie Seilstück hat nur die halbe Last zu tragen. Der Rollenflaschenzug besteht aus mehreren festen und losen Rollen, über die das Seil läuft. Um die am freien Ende des Seils erforderliche Kraft zu ermitteln, muss man die Last durch die Anzahl der Tragseile des Flaschenzuges teilen. Feste Rollen finden wir auch in Falzmaschinen und Transportanlagen. Lose Rollen halten die Spannung der Materialbahn in Lackier- und Beschichtungsmaschinen konstant.

Der Keil.

Der Keil liefert die Grundform für alle Schneid- und Trennzeuge. Mit Hilfe des Keils werden Kräfte auf kleinstem Raum zusammengefaßt und dadurch Schneid- und Trennwirkungen erzielt. Die beiden Wangen des Keils bilden den Keilwinkel. Beim Schneidzeug ist die Größe des Keilwinkels auf die Härte des zu bearbeitenden Werkstoffes abgestimmt. Ein zu großer Keilwinkel hat schlechte Schneidwirkung, ein zu kleiner führt zum Klemmen und Abbrechen der Schneide. Die Schneiden der Messer der Schneidemaschinen haben eine Keilform. Der Keilwinkel heißt hier Messerwinkel. Seine Größe richtet sich nach dem zu schneidenden Material. Für weiche Bedruckstoffe wie Saugpost sind 19 Grad am günstigsten. Zum Schneiden von Manilakarton ist ein Messerwinkel von 24 Grad am besten. Da das Schneidgut in der Praxis oft wechselt, verwendet man meist einen mittleren Messerwinkel von 22 Grad.

Nach der Bewegung des Messers sind vier Schnittarten zu unterscheiden:

• Parallelsenkrechtschnitt
• Parallelschrägschnitt
• Schwingsenkrechtschnitt
• Schwingschrägschnitt.

Beim Parallelsenkrechtschnitt bleibt die Messerschneide parallel zur Stapeloberfläche. Sie geht senkrecht nach unten und trifft in ihrer gesamten Länge überall gleichzeitig auf die Stapeloberfläche. Der Parallelsenkrechtschnitt verlangt einen hohen Schneiddruck. Die Stoßbelastung der Maschine ist groß. Er wird zum Schneiden von Gummi, Kork, Dämmplatten, Kunststoffen und Textilien angewandt.

Beim Parallelschrägschnitt bleibt die Messerschneide ebenfalls parallel zur Stapeloberfläche. Sie schneidet jedoch schräg durch den Stapel. Die Stoßbelastung der Maschine ist auch erheblich. Erleichternd wirkt die schräge Schnittrichtung. Das Messer wirkt nicht nur als Keil, sondern auch als eine Säge mit mikroskopisch feinen Zähnen. Der Druck des Pressbalkens auf den Stapel muss hoch sein, damit sich das Schneidgut nicht verschiebt.

Beim Schwingsenkrechtschnitt hängt das Messer in seinem oberen Totpunkt in einem Winkel schräg zur Stapeloberfläche. Es trifft beim Abwärtsgehen zuerst auf eine Kante des Stapels. Die Schrägstellung vermindert sich allmählich. Im unteren Totpunkt ist die Messerschneide genau parallel zur Tischoberfläche. Sehr elastische Materialien werden auf diese Weise geschnitten. Manche Schnellschneider lassen sich wahlweise auf Parallelsenkrecht- oder Parallelschrägschnitt einstellen.

Beim Schwingschrägschnitt hängt das Messer in seinem oberen Totpunkt ebenfalls um einige Millimeter schräg im Winkel zur Stapeloberfläche. Dieser Winkel vermindert sich beim schrägen Abwärtsgleiten des Messers allmählich. In der unteren Totpunktlage ist dann die Messerschneide genau parallel zur Tischoberfläche. Jede Stelle der Messerschneide beschreibt eine schräge, nach unten durchhängende Wegkurve. Das Messer trifft also nicht schlagartig mit seiner gesamten Länge auf den Papierstapel, sondern dringt schräg von einer Seite aus in das Schneidgut ein. Seine Bahn ähnelt der eines landenden Flugzeugs. Der Schnitt erfolgt während der Schwingbewegung des Messers von links nach rechts und damit von der normalen Seitenanlage weg. Diese kurvenartige Abwärtsbewegung des Messers wird dadurch erreicht, dass die beiden Schrägführungen des Messers nicht genau parallel zueinander liegen. Das Messer wirkt nicht nur als trennender Keil, sondern auch als Säge mit mikroskopisch feinen Zähnen. Auch die schärfste Messerschneide zeigt bei starker Vergrößerung eine relativ zackige Struktur. Der Schwingschrägschnitt verlangt weniger Kraft als der Senkrechtparallelschnitt. Er erleichtert den Trennvorgang, vermindert den Materialstau und schont das Messer.

Schrauben, Muttern, Gewinde.

Schrauben stellen lösbare feste und bewegliche Verbindungen her. Ein wichtiges Kennzeichen jeder Schraube ist das in den Schraubenschaft eingeschnittene Gewinde. Es gibt der Schraube ihren festen Sitz und hat seinen geometrischen Ursprung in der Schraubenlinie. Die Gewindegänge können je nach dem Verwendungszweck spitz, flach, trapezförmig, sägeartig oder rund sein. Ein Beispiel für Rundgewinde bieten die Sockel der Glühlampen. Das normale Gewinde ist rechtsgängig. Die rechtsgängige Schraube rotiert beim Einschrauben im Uhrzeigerdrehsinn. Das linksgängige Gewinde wird bei jenen Verbindungen angewandt, die sich sonst, wenn sie rechtsgängig waren, von selbst lösen würden. Das kann bei Kreissägen, Spannschlössern, Kupplungen, Schleifscheiben oder Kurbeln der Fall sein. Es gibt sehr viele Arten von Schrauben. Die zwei großen Hauptgruppen sind die Befestigungs- und Bewegungsschrauben. Weitere Befestigungsmöglichkeiten sind Stifte und Keilverbindungen.
Bewegungsschrauben: Diese Schrauben übertragen und übersetzen Bewegungen. Sie haben meist Flach- oder Trapezgewinde, das größere Belastungen aushält. Wir finden sie in Bücherpressen und in den ersten Drucker-Handpressen. Dort erzeugt eine hölzerne Schaube, die Spindel, den Anpreßdruck. Bewegungsschrauben treffen wir in einfachen Schneidemaschinen an. Der Preßbalken wird dort mittels einer Schraube bewegt, an der oben ein großes Handrad sitzt. Bewegungsschrauben heben und senken Stapeltische. Sie stellen Regulierhebel und Zeiger ein.

Jede Maschine setzt sich aus einfachen Vorrichtungen, den Grundgetrieben, zusammen. Es gibt sechs Grundgetriebe, nämlich Schraub-, Rollen-, Zahnräder-. Kurbel-, Kurven- und Sperrgetriebe. Jedes dieser sechs Grundgetriebe ist einfach. Es besteht aus nur drei Gliedern, dem Gestell, dem Antriebs- und dem Abtriebsglied. In manchen Fällen kommt noch ein viertes Glied hinzu. Es verbindet das Antriebsglied mit dem Abtriebsglied und heißt Koppel. Die Grundgetriebe bilden in abgewandelten Wiederholungen den wesentlichen Aufbau jeder Maschine. An bewegten Teilen der Getriebe kann man sich schwer verletzen. Deshalb müssen Gefahrstellen an Getrieben und Antrieben verkleidet sein, d.h., die Schutzeinrichtungen müssen von allen Seiten aus den Zugriff zu den Gefahrstellen sicher verhindern.

Schraubgetriebe.
Mit Hilfe des Schraubgetriebes werden rotierende, kreisende Bewegungen in geradlinige umgewandelt. Im Gestell ist das Antriebsglied, die Schraube, drehbar gelagert. Auf ihr sitzt das mit einem Muttergewinde versehene Abtriebsglied. Die Schraube schiebt bei ihrer Drehung das Abtriebsglied geradlinig seitwärts. Ganz einfache Maschinen bestehen in der Hauptsache aus einem einzigen Schraubgetriebe. Die Stockpresse des Buchbinders ist ein Beispiel dafür. In den Handpressen der Buchdrucker des fünfzehnten und sechzehnten Jahrhunderts übten Schraubgetriebe den Anpressdruck aus. Eine hölzerne Schraube, die Spindel, presste während ihrer Drehung im feststehenden hölzernen Muttergewinde den Tiegel nach unten gegen die Druckform.

Rollengetriebe.
Rollengetriebe übertragen Drehleistungen. Es gibt dreigliedrige und viergliedrige Rollengetriebe. Die Antriebsrolle des dreigliedrigen Getriebes berührt die Abtriebsrolle und treibt sie an. Beim viergliedrigen Getriebe verbindet ein Riemen die Antriebs- mit der Abtriebsrolle. Das Rollengetriebe kann Drehzahlen umwandeln. Wenn zum Beispiel die Drehzahl der Abtriebsrolle hoch sein soll, dann muss ihr Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Antriebsrolle sein. Soll dagegen die Drehzahl der Abtriebsrolle klein sein, dann muss ihr Durchmesser größer als der der Antriebsrolle sein.
Der genaue Sachverhalt lässt sich kurz durch eine Formel ausdrücken: n1:n2 = d2:d1
Dabei ist n1 die Drehzahl der ersten Rolle, n2 die Drehzahl der zweiten Rolle. Mit d2 ist der Durchmesser der zweiten Rolle, mit d1 der Durchmesser der ersten Rolle gemeint.
Man kann das auch so ausdrücken: Die Drehzahl der ersten Rolle verhält sich zur Drehzahl der zweiten Rolle wie der Durchmesser der zweiten Rolle zum Durchmesser der ersten Rolle. Oder ganz kurz: Die Drehzahlen verhalten sich umgekehrt wie die Durchmesser.
Ganze Reihen direkt aufeinander wirkender Rollengetriebe bilden die Walzen der Farbwerke der Druckmaschinen. Diese Farbwerke sind so aufgebaut, dass sich immer eine Walze aus elastischem Material mit einer harten Walze abwechselt. Das elastische Material, Gummi oder Kunststoff, schmiegt sich an die Metallwalze an und bildet eine für die Energieübertragung günstige Berührungsfläche. Die in dieser Berührungsfläche auftretende rollende Reibung begünstigt den Übergang der Drehleistungen von der Antriebs auf die Abtriebswalze.
Als Rollengetriebe sind auch die gegeneinander wirkenden Walzen der Taschen-Falzmaschinen anzusehen.

Zahnrädergetriebe.
Zahnrädergetriebe übertragen ebenso wie die Rollengetriebe Drehleistungen von einem Drehkörper auf den anderen. Sie unterscheiden sich von den Rollengetrieben durch die größere Genauigkeit ihrer Abrollbewegung. Die Rollengetriebe übertragen die Drehleistungen mittels Reibung. Dabei muss mit mehr oder weniger großem Schlupf, also mit Zurückbleiben der getriebenen Rolle hinter der treibenden Rolle gerechnet werden. Im Zahnrädergetriebe können keine Schlupferscheinungen auftreten, weil der Zahneingriff die Drehübertragung zwangsläufig macht. An die Stelle eines der Zahnräder kann auch eine Zahnstange treten. Sie ist als Teil eines Zahnrades mit unendlich großem Durchmesser anzusehen. Wenn die beiden Zahnräder so weit voneinander gelagert sind, dass sie nicht ineinandergreifen, wird die Verbindung durch Zwischenräder oder durch eine Kette hergestellt. Zahnrädergetriebe wandeln wie die Rollengetriebe Drehzahlen um. Dabei gilt die gleiche Gesetzmässigkeit, dass sich die Drehzahlen zueinander umgekehrt wie die Durchmesser verhalten. An die Stelle des Durchmessers kann bei Drehzahlberechnungen die Anzahl der Zähne treten. Wenn von zwei miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern das eine 40 Zähne, das andere 20 Zähne hat, muss sich das kleine Zahnrad zweimal drehen, während sich das große einmal dreht. Die Drehzahlen verhalten sich also zueinander umgekehrt wie die Zähnezahlen.

Kurbelgetriebe.
Die Kurbelgetriebe verwandeln kreisende in schwingende oder – umgekehrt – schwingende in kreisende Bewegungen. Der zuletzt genannte Fall tritt beim Otto- und Dieselmotor auf. Hier werden die Bewegungen eines hin und her schwingenden Kolbens mit Hilfe eines Kurbelgetriebes in drehende Bewegungen umgesetzt. In anderen Fällen erzeugt das Kurbelgetriebe aus kreisenden Bewegungen schwingende Bewegungen in geraden Linien oder in verschiedenartig gekrümmten Bahnen. Jedes Kurbelgetriebe lässt sich in Bezug auf seine Wirkungsweise aus der Viergelenkkette ableiten. Diese besteht aus vier Gliedern, die durch Zapfenlager beweglich miteinander verbunden sind. Die Viergelenkkette wird zum Kurbelgetriebe, wenn wir eines der vier Glieder festhalten. Dieses Glied wird dann zum Gestell.

Exzentergetriebe.
Der Exzenter ist eine kreisförmige Scheibe, die ihren Drehpunkt exzentrisch, also außerhalb des Mittelpunktes der Scheibe hat. Häufig werden die nicht oder nur zum Teil kreisförmigen Scheiben als Exzenter bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig. Bei diesen Scheiben handelt es sich nicht um Exzenter, sondern um Kurvenscheiben. Wenn in einem Kurbelgetriebe der Kurbelkreisradius so klein ist, dass sich eine Kurbel nicht herstellen lässt, verwendet man einen Exzenter. Der Exzenter wirkt als Kurbel mit kleinem Kurbelradius. Diesem Radius entspricht beim Exzenter die Exzentrizität. Das ist die Strecke vom Mittelpunkt des Exzenters bis zum Mittelpunkt der Welle. Ein Exzentergetriebe besteht aus der Welle, dem Exzenter, dem Exzenterbügel und der Exzenterstange. Der Exzenterbügel umschließt den Exzenter wie ein Ring. Er ist fest mit der Exzenterstange verbunden. Ein Nachteil des Exzentergetriebes liegt in dem verhältnismäßig hohen Reibungswiderstand, der seine Ursache in den großen Berührungsflächen zwischen Exzenter und Exzenterbügel hat.

Kurvengetriebe.
Das Kurvengetriebe gestattet die Erzeugung fast aller praktisch vorkommenden Bewegungsabläufe. Es ist in den Maschinen der Druckweiterverarbeitung in großer Anzahl zu finden. Vom Exzentergetriebe unterscheidet sich das Kurvengetriebe durch die größere Vielfalt der Abtriebsbewegungen. Die Teile des Kurvengetriebes bilden eine Wirkungskette, die sich aus dem Gestell, dem Kurventräger und dem Abtriebsglied zusammensetzt. Der Kurventräger kann sowohl eine Kurvenscheibe als auch ein Kurvenschlitten sein.

Sperrgetriebe.
Sperrgetriebe wandeln gleichförmige Antriebsbewegungen in ungleichförmige, zeitweise aussetzende Bewegungen um. Sie erfüllen vielerlei Aufgaben. Man findet Sperrgetriebe in Türschlössern, Uhren, Schaltern, Signalgeräten, Schusswaffen und in vielen anderen Mechanismen. Die allen Sperrgetrieben gemeinsame Eigenschaft ist die Unstetigkeit der Bewegungen. Dadurch unterscheiden sie sich wesentlich von den anderen fünf Grundgetrieben, den Schraub-, Rollen-, Zahnräder-, Kurbel- und Kurvengetrieben, die mit einer gewissen Gleichmäßigkeit und Stetigkeit arbeiten. Bei den Sperrgetrieben erfolgen die Bewegungsübergänge ruckartig. Eine Art des Sperrgetriebes kommt in den Druckweiterverarbeitungsmaschinen besonders häufig vor: das Schrittschaltwerk. Es gibt Schrittschaltwerke für kleine und für große Schaltwinkel.