Mått-Johansson

Mått-Johansson är en känd man, men ändå inte tillräckligt uppmärksammad. Den svenske ingenjören Carl Edvard Johansson bidrog nämligen i hög grad till den verkstadstekniska utvecklingen och till och med hjälpte USA i rustningen under första världskriget. Dessutom bidrog hans uppfinningar till att utveckla Fords biltillverkning och all modern verkstadsteknik.

Carl Edvard Johansson föddes 1864 på Frötuna bruk i Fellingsbro i Västmanland och var son till sågaren Johan Johansson och hans hustru Carolina Rusk. Efter skolutbildningen reste han vid 18 års ålder år 1882 till sin bror i Rivers  Point, Minnesota, USA. Under Amerikatiden studerade både bröderna vid Gustavus Adolphus College i St. Peter i Minnesota. Carl Edvard skaffade sig även praktisk utbildning genom att arbeta på olika verkstäder i Minnesota. Efter tre års utbildning i USA reste han hem och började arbeta vid en mekanisk verkstad i Eskilstuna samtidigt som han fortsatte att utbilda sig inom det tekniska området vid Eskilstuna tekniska Söndags- och Aftonskola.

År 1888 fick han en anställning vid Carl Gustafs gevärsfaktorier i Eskilstuna. Efter att ha gått som elev några år blev han utnämnd till ”besiktningsrustmästare” vid fabriken, som bland annat tillverkade stora serier av armégevär. I den befattningen ansvarade han som ung man för fabrikens tillverkning av specialmaskiner, verktyg och kontrollmått. Allt mer kom han då att ägna sig åt olika slag av uppfinningar som hade samband med mätning av ytterst små dimensioner och toleranser. Hela sitt liv föredrog han att bli tilltalad som ”rustmästaren”.

Fyra år senare gifte han sig med Margareta Andersson och de fick senare fyra barn.

Svenska armén beslutade att anskaffa ett nytt mausergevär (m/96), som skulle licenstillverkas i Eskilstuna Gevärsfaktori. Johansson sänds 1894 till Mauser-Werke i Oberndorf för att studera tillverkningen där och återvände till Eskilstuna 1896. Under den långa tågresan hem förde han noggranna noteringar i sin anteckningsbok. Vid ankomsten till Eskilstuna har han kommit fram till ett tal: 102 står det i anteckningsboken. Då hade han kunnat räkna ut hur många passbrickor som behövdes för att uppnå den mätnoggrannhet som han eftersträvade. Serietillverkningen av armégevär m/96 Mauser var den första egentligen massproduktionen i vårt land av

I slutet av 1896 hade han tillverkat de 102 metallstyckena i Gevärsfaktoriets verkstad. Han tog hem dem för att ge dem den slutliga precisionsslipningen. Måttplattorna var uppdelade i två serier om 49 bitar samt en serie om 4 bitar. Med hjälp av dessa bitar gick det att få minst 20000 olika måttvärden med en måttdifferens av endast 0,01 mm. Gevärsfaktoriet hade dock inte någon slipmaskin som kunde slipa bitarna med tillräcklig precision, utan han nu fick lösa det på egen hand. Han byggde om sin hustrus Singer-symaskin till en precisionsslipmaskin och satt sedan hemma på kvällarna och slipade till bitarna. Efter många slitsamma kvällar lyckades han slipa till de 102 passbitarna med en noggrannhet på några bråkdelar av en tusendels mm och därmed få systemet att fungera. Hans fru hjälpte till och det var hon som kokade passbitarna på köksspisen i en ”hemlig” kemisk lösning och sedan såg till att passbitarna fick svalna av mycket långsamt och under kontrollerade förhållanden.

Det var år 1901 som Johansson fick svenskt patent på sin uppfinning av en av kombinationsmåttsats med passbitar av metall. Han tog även patent på uppfinningen i Storbritannien. Denna uppfinning kom att revolutionera hela världens industriproduktionen genom att skapa en gemensam mätstandard för ett helt produktionsförlopp inom verkstadsindustrin.

Tidigare hade man på gevärsfaktoriet använt en rad olika ”tolkar” för att uppnå att delarna i varje vapentyp skulle bli så exakta att de blev direkt utbytbara och inte behöva anpassas individuellt. Men det fanns dock inget riktigt bra och allmänt mätsystem som på ett rationellt sätt kunde användas för kontrollmätning och kalibrering av olika typer av de mätverktyg som användes under tillverkningen. Inte heller underleverantörer hade tillgång till något helt tillförlitligt mätverktyg för att kontrollera dimensionerna på olika detaljer. Svensk verkstadsindustri var och är ju känd för det stora utnyttjandet av underleverantörer och förmågan att samordna produktionen i olika mindre verkstäder. Detta förutsatta att man i de olika verkstäderna mätte på samma sätt och med tillräcklig hög precision. Man brukar tala om att verkstadsproduktion sker med olika måttoleranser. Det kan vara 1/10 mm, 1/100 eller till och med 1/1000 mm. Det vanliga är nog att måttanpassningen ska vara 1/10 mm.

I slutet av 1896 hade Johansson äntligen lyckats slipa till 102 passbitar med en noggrannhet på några bråkdelar av en tusendels mm och få systemet med passbitar att fungera som han hade tänkt sig. Passbitarna fastnade i varandra med molekylär bindning, som medförde att ett antal passbitar kunder hänga fast vid varandra rakt ut i luften utan annan sammanbindande kraft än molekylärbindning. Detta var ett fenomen som Johansson gärna visade upp när han demonstrerade sin uppfinning.

Vidhäftningsförmågan mellan två exakt planslipade ytor beror på adhesion. Det är den molekylära vidhäftning som uppstår mellan två kroppar vid mycket nära kontakt. Detta ska skiljas från friktion, som i stället är det motstånd som finns mellan två kroppar som glider mot varandra, och kohesion som är de molekylära krafter som håller ihop ett och samma material. Två plattor som sitter ihop genom adhesion åtskiljs lättast genom att skjutas isär åt sidan.

Till en början lyckades Johansson inte få igenom något patent på sin måttsats, eftersom patentverket inte ansåg att uppfinnnigen hade tillräcklig uppfinningshöjd. Men år 1901 fick Johansson efter många diskussioner med det svenska patentverket, som först vägrat godkänna det som en uppfinning med hänvisning till att måttsatser redan var kända, sitt första patent beviljat på sin kombinationsmåttsats, som han kallade ”Måttsats för precisionsmåttagning”. Patentansökan beskrev en sats passbitar uppdelade i 3 serier: 49+49+4, totalt 102 passbitar, och dessutom en serie med 9 passbitar med måtten 1,001…1,009 mm.

Johansson låg även bakom den nuvarande uppdelningen av mått i så kallade toleransklasser och standardiserade ”spel och grepp” inom mättekniken. Allt detta innebar en verklig revolution inom verkstadsindustrin och används än i dag för att mäta detaljer som ska passa ihop med lagom ”spel och grepp” utan att man behöver tillverka alla delar med exakta mått.

År 1906 var uppfinningen fullbordad och påföljande år började de första måttsatserna av ”system C. E. Johansson” säljas på världsmarknaden. Den geniala uppfinningen kom mycket snart att användas inom praktiskt taget alla grenar av mekanisk industri och instrumentalteknik. Det fanns ett stor behov av att kunna tillverka så exakta mätinstrument som möjligt. Särskilt vid toleransmätningar vid masstillverkning av standardiserade maskindelar har ”system Johansson” fått en enorm betydelse över hela världen.

C. E. Johanssons måttsats anses av vissa också ha påverkat första världskrigets utgång. USA:s inträde i kriget 1917 fick en avgörande betydelse och skulle inte ha kunnat genomföras utan en synnerligen snabb expansion inom rustningsindustrin. De amerikanska myndigheterna hade redan 1915 beslutat att alla vapenleverantörer var tvungna att använda sig av måttsatsen som kallades ”Jo Blocks”. Det fanns inte heller vid denna tid något annat företag i världen än C.E. Johansson som kunde tillverka liknande måttsatser. När Johansson återvände till USA 1919 togs han emot som en hjälte, den uppfinnare som hade gjort det möjligt för landet att masstillverka vapen för kriget i Europa.

Måttsatserna fick även stor betydelse för den amerikanska bilindustrin. Henry M. Leland var chef och grundare av Cadillac Automobile Company i Detroit på tidigt 1920-tal och han sade en gång: ”There are only two people I take off my hat to. One is the president of the United States and the other is Mr. Johansson from Sweden”. Henry M. Leland var den förste i USA som köpte en kombinationsmåttsats från Eskilstuna. Lelands konkurrent Henry Ford blev inte sen köpa in en måttsats. En kombinationsmåttsats från kostade på den tiden lika mycket som en ny personbil, Leland förvarade sin nyinköpta kombinationsmåttsats i kassaskåpet på firman, när den inte användes för att kalibrera mätverktygen i verkstaden.

Ur boken ”Svenska uppfinningar” kan jag citera följande: ”Några stålbitar i en trälåda. En sämskskinnstrasa mot dammet. Och så själva uppfinnaren, som lite skyggt kliver fram till podiet för att demonstrera sitt underverk’. Ur kostymfickan sticker upp en hörlur. Mannens dövhet – en följd av influensa när han var 30 år – har gjort honom inbuden och fåordig. Rösten är tröttsamt mässande. Ja, ska man vara ärlig är han rentav lite tråkig. Samt även följande: ”Något fascineras de möjligen av det faktum att metallbitarna är slätare än något de dittills skådat, till och med slätare än glas. Håller man ihop två bitar, så smiter de så tätt samman att ingen i salen kan dra dem itu. De måste pressas isär, som när man gnider två handflator mot varandra. Och lägger man dem intill varandra på rad, så bildar de en stav som är så hållbar att den kan hållas rakt ut som ett svärd, utan att falla sönder. Det är som om atomerna grep tag i varandra.”

C.E. Johansson tillbringande sedan lång tid i USA för att själv marknadsföra sina kombinations­måttsatser och olika mätverktyg. 1918 grundade han företaget CE Johansson Incorporated i orten Poughkeepsie vid Hudsonfloden strax norr om New York. Bolaget bildades för att bättre kunna marknadsföra måttsatserna på den amerikanska marknaden. I USA och runt om i världen benämndes måttsatserna ”Jo Blocks” som är en förkortning av ”Johansson Gauge Blocks”, ett begrepp som faktiskt används än idag. Företaget fick dock ekonomiska problem ganska kort efter etableringen. Detta främst på grund av nedgången i industrin efter första världskrigets slut, men också på grund av problem med flera oseriösa återförsäljare som lurade Johansson på inkomsterna från försäljningen. Men det dök även upp konkurrenter som tagit upp idén med måttsatser. För att rädda företaget från konkurs vände sig Johansson till Henry Ford och föreslog ett samarbete.

Ford kände väl till Johansson måttsatserna och efter ett halvårs diskussioner om villkoren erbjöd sig Ford att förvärva Johanssons amerikanska bolag inklusive alla rättigheter till tillverkningen av passbitar och övrig mätutrustning för de nord- och sydamerikanska marknaderna. Johansson ställde dock som villkor att hans måttsatser inte skulle begränsas till användning inom Ford-bolaget utan skulle komma hela den amerikanska industrin till del. Henry Ford sade senare att det hade varit omöjligt att tillverka A-Forden och V8:an i så stora serier, och med så hög kvalitet, utan Johanssons kombinationsmåttsats.

År 1923 började han arbeta på Ford Motor Company i Dearborn, Michigan där han byggde upp sin verksamhet som en separat avdelning på Fords fabriksområde i Dearborn. Han fick till en början problem med att få lokalen iordningställd eftersom han krävde inrättandet av ett speciellt klimatrum med konstant fuktighet och temperatur (+20 C). Detta för att säkerställa exakt precision i känsligaste delen av tillverkningsprocessen. De närmaste avdelningscheferna hade dock ingen förståelse för hans något ovanliga krav och tiden gick utan att något hände. Johanssons krav nådde upp till Henry Ford själv som satt långt ifrån verksamheten på verkstadsnivå. När Ford fick höra talas om Johanssons krav gav han en direkt order till närmast berörda chefer att ”give Mr. Johansson what he needs!”. Det dröjde inte länge förrän klimatrummet var iordningställt och han kunde påbörja tillverkningen. Några av de svenskar som var anställda vid tillverkningsenheten i Poughkeepsie följde med till Dearborn. Belysande för Johansson noggrannhet som människa var att han under hela sitt liv förde dagbok. Under alla de år han var anställd hos Ford kom han inte för sent till arbetet en enda dag utom en dag, då han fick punktering på sin bil, vilket även det noga noterades i dagboken. Det sägs att Henry Ford hade så stort förtroende för Johansson att han till denne överlämnade ett checkhäfte som gav honom möjlighet att ställa ut checkar i bolagets namn utan någon beloppsgräns. Johansson ska aldrig har missbrukat förtroendet som gavs honom. Johansson lade grunden till till massproduktion av verkstadsprodukter med mycket hög måttnoggrannhet, en förutsättning för det löpande bandet inom bilindustrin.

Tum-måttet (eng. inch) som användes i England och USA skiljde sig åt på några tusendels mm, men genom Johanssons insatser kunde England och USA till slut enas om att konverteringsfaktorn mellan tum och mm, skulle vara exakt 25,400 mm = 1 tum. Detta fastställdes som internationell standard 1933 av ASA (American Standards Association).

Efter 12 år hos Ford drog sig Johansson vid 72 års ålder tillbaka från yrkeslivet och 1936 lämnade han därför USA och återvände till Eskilstuna. Han hade då under sitt liv gjort sammanlagt 22 resor över Atlanten. Efter hemkomsten levde han ett lugnt pensionärsliv tillsammans med sin fru fram till sin bortgång 1943. I några sammanhang har han kallats för ”världens noggrannaste man”. Under Johanssons levnad var det en stor tilldragelse att resa med båt över Atlanten. Även detta förde han noggranna anteckningar om. Han hade företagit 22 resor till och från Amerika. Johansson var också uppfinnaren av skjutmåttet.