Toleranzen

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Soll der Zusammenbau von Bauteilen ohne Nacharbeit vor sich gehen, so muss der Fertigung eine gewisse Abweichung vom Nennmass (Toleranz) zugestanden werden. Konstrukteure entscheiden mit Ihren Angaben in Zeichnungen über die zulässigen Fertigungstoleranzen. Die Grösse der zulässigen Toleranz ist abhängig von der Funktion der Bauteile. Auch beeinflussen sie die Qualität von Produkten sowie deren Lebensdauer.
Die Grösse der Toleranz ist aber auch mitentscheidend bei der Auswahl der zutreffenden Fertigungsverfahren. Um die Fertigungskosten im Rahmen zu halten, sind daher auch unnotwendig zu eng definierte Toleranzen zu vermeiden.

Allgemeintoleranzen

Für alle Masse ohne Toleranzangaben sind die zulässigen Toleranzen in den Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 (Freimasstoleranzen) geregelt.
Getrennte Tabellen für Längenmasse und für Winkelmasse informieren über die zulässigen Abweichungen vom Nennmass.

Die Auswahl der Toleranzklasse richtet sich oft nach dem gültigen Werksstandard Ihrer Firma und erfolgt in vielen Fällen gemeinsam mit der Fertigung.
Angaben über die gültige Norm und über die gewählte Toleranzklasse werden als Hinweis im Schriftkopf oder im Bereich des Schriftkopfes auf der Zeichnung platziert.

Toleranztabelle

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Sind die Toleranzen nach den allgemeinen Masstoleranzen für die Bauteilfunktion nicht zulässig (zu gross), so sind vom Konstrukteur zusätzliche Angaben in die Zeichnung einzutragen. Das Nennmass erhält dabei eine Toleranzangabe = Abmasse.

Durch diese Abmasse (oberes Abmass und unteres Abmass) entstehen zwei Grenzmasse, das Höchstmass und das Mindestmass.
Die Toleranztabelle wird, wenn sie in der Zeichnung liegt bei jedem Aufruf aktualisiert bzw. gelöscht, wenn keine Masse mit Toleranzwerten mehr in der Zeichnung vorhanden sind.

Passungstabelle

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Für exakte Bauteil-Paarungen mit garantierten Eigenschaften wie:

Wellen-Nabenverbindungen
Lagersitze
Gleitlagerpaarungen
Linearführungen
usw.

werden Passungen mit ISO-Kurzzeichen verwendet.
Das Nennmass erhält dabei ein Kurzzeichen als Zusatz - z. B. 50 H7.
Diese Kurzzeichen dürfen jedoch für Absatzmasse und für Lochmittenabstände nicht verwendet werden.

Allen ISO-Kurzzeichen sind abhängig vom Nennmassbereich in Normtabellen Abmasse (oberes Abmass und unteres Abmass) zugeordnet. Damit entstehen zwei Grenzmasse, das Höchstmass und das Mindestmass.

Passungsvorschlag

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Für eine technisch ordentliche Passungsauswahl sind genaue Informationen für den Konstrukteur über die Grenzabmasse der ausgesuchten Toleranzfelder in Abhängigkeit des Nennmasses notwendig.

Je nach Werksstandard und Fertigungsmöglichkeiten entscheidet man sich bei der Passungsauswahl für das System nach Einheitswelle oder nach Einheitsbohrung. Grundsätzlich werden Passungsangaben für Bohrungen und Innenmasse mit Grossbuchstaben und Passungsangaben für Wellen und Aussenmasse mit Kleinbuchstaben dargestellt.
In den einschlägigen Normen finden Sie für verschieden Funktionen und Anwendungen bevorzugte Passungskombinationen.

Der Vorgang der Passungswahl lässt sich in folgende Punkte gliedern:

• Wahl des Passungssystems
• Wahl der Reihe
• Art der Passung
• Berücksichtigung diverser Gesichtspunkte

Wahl des Passungssystems

Bei den Passungssystemen wird zwischen Einheitsbohrung und Einheitswelle unterschieden.
Welle ist die Kurzbezeichnung für alle Aussenmasse zwischen zwei parallelen ebenen Flächen eines Werkstücks oder parallelen Tangentenebenen an runden Werkstücken. Bohrung ist sinngemäss die Kurzbezeichnung für alle Innenmasse.

Das System Einheitsbohrung ist vorzuziehen (wird als Standardwert vorgeschlagen). Ausnahmen bilden wirtschaftliche Aspekte, wenn z. B. auf einer Welle mehrere Teile montiert werden ist es wirtschaftlicher auf der Welle nach einer Toleranz zu fertigen und die Toleranzen der Bohrung zu variieren.

Wahl der Reihe

Bei den Passungen gibt es eine Vorzugsreihe (Reihe 1) und eine Ergänzungsreihe (Reihe 2) um die Anzahl der zu verwendenden Werkzeuge einzuschränken. Die Wahl der Reihe wird nicht angeboten, kann aber als ein Merkmal abgefragt werden.

Art der Passung

Jede Toleranz hat ein Grösstmass und ein Kleinstmass, welche das Grenzmasse bilden, innerhalb derer das Istmass liegen muss. Durch die Kombination der Grösst- und Kleinstmasse zweier zu paarender Werkstücken ergibt sich ein Massunterschied, der Passung heisst und sich in 3 Arten unterteilen lässt:

Spielpassung

Entsteht, wenn stets ein Spiel zwischen den gepaarten Teilen vorhanden ist. Die Welle ist immer kleiner als die Bohrung.

Presspassung

Entsteht, wenn stets ein Übermass zwischen den gepaarten Teilen vorhanden ist. Die Welle ist immer grösser als die Bohrung.

Übergangspassung

Entsteht, wenn die Istmasse sowohl ein Spiel als auch ein Übermass zulassen. Standardwert ist die Spielpassung.

Diverse Gesichtspunkte

Dienen zur konkreten Auswahl einer Passung unter zu Hilfenahme von: Merkmalen.
Allgemeiner Anwendungsfälle.
Beispielfällen.

Mit dem Funktionsaufruf erscheint die Eingabemaske:

Die Auswahl des Passungsvorschlages erfolgt über die Wahl des Passungssystems, der Passungsart und optional der Passungsreihe (wird über Merkmale gewählt). Die Ergebnisliste der möglichen Passungen kann noch weiter eingeschränkt werden indem man bei einem oder mehreren Eingabefelder Suchbegriffe für die diversen Gesichtspunkte eingibt. Dabei handelt es sich um jeweils ein Wort, welches in den jeweiligen Merkmalen vorkommt (keine Unterscheidung zwischen Gross- und Kleinschreibung). Ein leeres Eingabefeld bedeutet keine Einschränkung nach diesem Gesichtspunkt. Einzelne Strings (Suchkriterien) müssen mit ';' getrennt werden. Es werden nur Passungen angezeigt, bei denen alle Suchstrings vorkommen ("logisches Und").

Als Ergebnis erhält man eine Drop-Down Liste mit den möglichen Passungen. Nach Auswahl einer Passung aus dieser Liste und Angabe eines Nennmasses werden die Passungsmasse errechnet und ausgegeben.
Abhängig von der gewählten Passungsart werden Grösstspiel, Kleinstspiel, Grösstübermass, Kleinstübermass ausgegeben. Die Passtoleranz wird bei allen Passungsarten ausgegeben. Dieser Wert gibt die mögliche Schwankung des Spiels bzw. Übermasses an.
Zusätzlich werden noch alle Merkmale, Anwendungsfälle und Beispiele in einem Textfeld ausgegeben.

Die Toleranzwerte für Bohrung und Welle können durch Betätigen des entsprechenden Knopfes in einer separaten Maske angezeigt werden.

Die Schaltfläche Werte lässt die entsprechenden Werte für das eingegebene Nennmass über die angegebene Toleranz berechnen und ausgeben.
Über die Schaltfläche Zu Mass lässt sich die Toleranz an ein Mass anfügen. Das Mass wird durch einen Klick ausgewählt, der Masstext besteht je nach Übernahmeparameter aus dem Toleranzfeld oder den Abmassen.

Passungsverwaltung

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Mit dem Funktionsaufruf erscheint die Eingabemaske:

Die definierten Passungen werden in Form von Datensätzen dauerhaft in einer Datei gespeichert. Die Datensätze können neu eingegeben, geändert oder gelöscht werden.

Zuerst erfolgt die Auswahl des Passungssystems über Optionsfelder. Der Standardwert ist Einheitsbohrung. Die Wahl der Passungsart erfolgt ebenfalls über Optionsfelder. Standardwert ist Spielpassung.
Grundlage einer Passung ist die Auswahl von Toleranzen für die Bohrung und die Welle aus den Listen.

Mit diesen Knöpfen gelangt man wieder in die Toleranzberechnungsmaske.
Beim Speichern wird überprüft, ob der Datensatz bereits vorhanden ist. Das heisst, wenn ein Satz geladen werden konnte und danach in den Textfeldern etwas geändert hat, wird dieser überschrieben. Ansonsten wird ein neuer Satz angelegt.
Ein Datensatz wird über seine Toleranzwerte und die Passungsart identifiziert. Das Passungssystem erkennt man an den Buchstaben der Toleranzen (Grossbuchstaben bei der Bohrung = Einheitsbohrung, Grossbuchstaben bei der Welle = Einheitswelle). Ein Datensatz kann natürlich auch wieder gelöscht werden.

Die Merkmale für die Passung werden in den dafür zuständigen Textfeldern eingegeben. Gibt es für eine Art mehrere Werte so können diese durch Semikolons ';' getrennt werden.