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Thomas Gläser, M.Eng.

technische Zeichnungen

Toleranzen und Passungen

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Agenda

1. Notwendigkeit

2. Tolerierungsgrundsätze

3. Toleranzarten

4. Passungen

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Notwendigkeit

• kein Werkstück ist perfekt bzgl.

seiner Gestalt (Maß/Form/Lage)…

…muss es auch nicht sein

tolerierbare Abweichungen

müssen angegeben werden

(entsprechend der Funktion)

der Konstrukteur muss

entscheiden („abwägen“)

• Komponentenfertigung durch

verschiedene Hersteller

funktionstüchtigen Zusammenbau

gewährleisten

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zu grob funktionsuntüchtig

(z.B. passungenau)

zu fein unnötig aufwendig

(teuer)

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Gestaltabweichung

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Grobgestalt(Maß-, Form-, Lagetoleranzen)

Feingestalt

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Agenda

1. Notwendigkeit

2. Tolerierungsgrundsätze

3. Toleranzarten

4. Passungen

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Tolerierungsgrundsätze

• DIN ISO 8015

• (DIN 7167)

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Tolerierungsgrundsätze

Unabhängigkeitsprinzip Hüllbedingung Maximum-Material-Bedingung

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Unabhängigkeitsprinzip

• ist in Dtl. zu bevorzugen

• alle Toleranzangaben unabhängig

voneinander

• Vermerk in Schriftfeldnähe erfdl.:

„Tolerierung ISO 8015“

• andernfalls gilt DIN 7167

(Hüllbedingung)

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Hüllbedingung

• wurde früher in Dtld. zu bevorzugt

• heute Sonderfall E lt. DIN ISO 8015

( E „envelope“)

• alle Form- und Lageabweichungen

müssen innerhalb der Maßtoleranz

(Maximum-Material-Maß) liegen

• Innenteile (z.B. Wellen)

Höchstmaße

• Außenteile (z.B. Bohrungen)

Mindestmaß

• Maximum-Material-Maß:

Abmaß, bei dem sich das Bauteil mit

dem meisten Material ergibt

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Hüllbedingung – Nachteile

• eingeschränkter Anwendungsbereich

nur für einfache Formelemente

(z.B. Wellen, Bohrungen)

• Toleranzanagaben voneinander

abhängig, d.h.:

• oberes Abmaß ausgereizt

kein Toleranzraum mehr für

Formabweichungen

• oberes Abmaß nicht ausgereizt

Aufteilung verbleibender

Toleranzraum für

Formabweichungen

(z.B. Geradheit, Rundheit)

nicht definiert

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Maximum-Material-Bedingung

• Erweiterung der Maßtoleranz bis zur

Grenze des

Maximum-Material-Maßes von

Form- und Lagetoleranzen mgl.

• nicht für Teile, bei denen

Toleranzerweiterung Funktion

gefährdet

• z.B. für mehrere zu paarende Teile

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1. Notwendigkeit

2. Tolerierungsgrundsätze

3. Toleranzarten

4. Passungen

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Toleranzarten

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Toleranzarten

Maßtoleranzen Formtoleranzen Lagetoleranzen

Toleranzangaben

Allgemeintoleranzen (globale) Sammelangabe

Einzeltoleranzen lokal Angaben

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Maßtoleranzen – Allgemeintoleranzen

• DIN ISO 2768-1

(Allgemeintoleranzen für Maße)

• kein Maß ist exakt

für jedes Maß Toleranzangaben

erfdl.

Vereinfachung über

Sammelangabe im Bereich des

Schriftfeldes

nur einzelne, davon abweichende

Maße werden einzeln toleriert

• Toleranz abhängig von Nennmaßen

des Bauteils

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Maßtoleranzen – Allgemeintoleranzen

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Maßtoleranzen – Beispiel

• Allgemeintoleranz: m

• Wie groß ist die Toleranz der

Gesamtlänge im oberen und im

unteren Fall?

• Lösung:

• oben:

10 ± 0,2 9,8-10,2

12 ± 0,2 11,8-12,2

22 ± 0,2 21,8-22,2

16 ± 0,2 15,8-16,2

59,2-60,8

• unten:

60 ± 0,3

59,7-60,3

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Vorsicht bei Kettenmaßen!

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Maßtoleranzen

• DIN EN ISO 286

• N Nennmaß

(Idealmaß Maßzahl)

• I Istmaß

(herstell-/messbar)

• Gu Mindestmaß

• Go Höchstmaß

• T Maßtoleranz

= Go - Gu

• Gu ≤ I ≤ Go

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Maßtoleranzen

• DIN EN ISO 286

• N Nennmaß

(Idealmaß Maßzahl)

• I Istmaß

(herstell-/messbar)

• Gu Mindestmaß

• Go Höchstmaß

• T Maßtoleranz

= Go - Gu

• Gu ≤ I ≤ Go

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0,04

= Ø150 - Ø149,96

Ø150

Ø149,96

Ø150

Ø149,96 ≤ I ≤ Ø150

z.B. Ø149,99

es = Ø150 - Ø150 = 0

ei = Ø149,96 - Ø150 = -0,04

A = Ø149,99 - Ø150 = -0,01

T = Ø150 - Ø149,96 = 0,04T = 0 - (-0,04) = 0,04

Passmaß

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Maßtoleranzen – Prüfung

• Gutmaß

wird zuerst erreicht bei

Materialabtrag

(= Maximum-Material-Maß)

• Ausschussmaß

fortgesetzter Materialabtrag ab

diesem Maß

= Unterschreitung der Maßtoleranz

• Innenteile (z.B. Wellen):

• Gutmaß = Höchstmaß

• Ausschussmaß = Mindestmaß

• Außenteile (z.B. Bohrungen):

• Gutmaß = Mindestmaß

• Ausschussmaß = Höchstmaß

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Grenzrachenlehre

Grenzlehrdorn

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Maßtoleranzen – Beispiele

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Maßtoleranzen – Umsetzung in CATIA

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…in CATIA

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Form- und Lagetoleranzen

• DIN EN ISO 1101

• Beschreibung über Zonen (Hüllen), in

denen alle Punkte eines Elementes

liegen müssen

• Formtoleranz

• Angabe einer Zone, worin das

Element eine beliebige Form

besitzen darf

• Lagetoleranz

• Angabe einer Zone bzgl. eines

Bezugselementes, worin das

Element liegen muss

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Form- und Lagetoleranzen – Allgemeintoleranzen

• DIN ISO 2768-2

(Allgemeintoleranzen für Form und

Lage)

• kein Maß ist exakt

für jedes Maß Toleranzangaben

erfdl.

Vereinfachung über

Sammelangabe im Bereich des

Schriftfeldes

nur einzelne, davon abweichende

Maße werden einzeln toleriert

• Toleranz abhängig von Nennmaßen

des Bauteils

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Formtoleranzen – Angabe

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Formtoleranzen

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Formtoleranzen

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Lagetoleranzen – Angabe

• analog zu Formtoleranzen

zzgl. Bezugselement

( Bezugsdreieck)

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Lagetoleranzen – Regeln zur Angabe

a) bei Platzmangel Bezugspfeil auf

Maßhilfslinie

b) Tolerierung von Mittellinien

c) mehrere Toleranzangaben für ein

Element

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Lagetoleranzen – Angabe

d) Tolerierung von Teilbereichen

(breite Strich-Punkt-Linie)

e) Toleranzangabe für alle Elemente

bzgl. einer Mittellinie oder

(Symmetrie-)Achse

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Lagetoleranzen – Richtungstoleranzen

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Lagetoleranzen – Ortstoleranzen

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Lagetoleranzen – Lauftoleranzen

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Form- und Lagetoleranzen – Beispiel Wälzlagersitz

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Agenda

1. Notwendigkeit

2. Tolerierungsgrundsätze

3. Toleranzarten

4. Passungen

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Passungen

• DIN EN ISO 286

• (DIN 7157)

• (DIN 7182)

• Paarung zweier Teile

(z.B. Welle, Bohrung) Passung

• gleiches Nennmaß

• einzeln toleriert

• Baugruppenfunktion bestimmt Art

der Passung

• Normung beschränkt Vielfalt

Wirtschaftlichkeit ↑

(z.B. Werkzeugvielfalt ↓)

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Passungsarten

Spielpassung Übergangspassung Übermaßpassung(Presspassung)

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Passungen

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Spielpassung

• Ziel/Notwendigkeit

• leichte (häufige) Demontage

(Wartung, Austausch)

• axiale Bewegungsfreiheit

gewährleisten

(funktionsbedingt erfdl.)

• Beschreibung

• Aufschieben ohne Kraftaufwand

• loser Sitz

• Anwendungsbeispiele

• Bolzenverbindungen

• Kolben in Zylindern

• Führungen von Werkzeugmaschinen

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Übergangspassung

• Ziel/Notwendigkeit

• Anwendungsfeld zwischen Spiel- und

Übermaßpassung

• Beschreibung

• Aufschieben ohne oder unter

geringem Kraftaufwand

• enger, noch beweglicher Sitz

• Anwendungsbeispiele

• Bolzenverbindungen

• Zahnräder auf Wellen

(mit zus. Verdrehsicherung)

• Kupplungen auf Wellenenden

(mit zus. Verdrehsicherung)

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Übermaßpassung (Presspassung)

• Ziel/Notwendigkeit

• Fügen ohne Fügelement

Kraftschluss

(ökonomisch, kerbfrei)

• axiale und tangentiale

Bewegungsfreiheit unterbinden

• Beschreibung

• Aufschieben unter (erheblichem)

Kraftaufwand bzw. mittels spezieller

Fügeverfahren (z.B. Aufschrumpfen)

• fester Sitz

• Anwendungsbeispiele

• Bolzenverbindungen

• Buchsen in Radnaben

• Zahnräder auf Wellen

• Kupplungen auf Wellenenden

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Passungen

• Passungen

= weitere Form der Maßtolerierung

ISO-Toleranzsystem

(ISO-Toleranzklassen)

• bevorzugt für Wellen und Bohrungen

• Toleranzen abhängig von

Bauteilabmessungen

• Abmaße aus Tabellen ablesbar

System Einheitsbohrung

System Einheitswelle

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Passungen

• Ø40H7/Ø40r6

Nennmaß = Ø40 mm

• Ø40H7/Ø40r6

Kennbuchstabe = Toleranzfeldlage

bzgl. Nulllinie (Nennmaß)

Großbuchstabe:

Außenteile (z.B. Bohrungen)

Kleinbuchstabe:

Innenteile (z.B. Wellen)

• Ø40H7/Ø40r6

Kennzahl (ISO-Toleranzgrad)

= Toleranzfeldgröße

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Toleranzfeldlage

• nicht enthalten

(Verwechslungsgefahr):

i, l, o, q, w bzw. I, L, O, Q, W

• a bis g beide Abmaße negativ

• A bis G beide Abmaße positiv

• h/H ein Abmaß = 0

• j/J oberes Abmaß positiv

unteres Abmaß negativ

• …

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ISO-Toleranzgrade

• kleine Zahlen enge Toleranzen

• große Zahlen große Toleranzen

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Fertigungskosten

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ISO-Toleranzgrade

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Fertigungskosten

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Grenzabmaße

• DIN EN ISO 286-2

• (DIN 7157)

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Passungen

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System Einheitswelle und Einheitsbohrung

• Passungssysteme

= Passungsempfehlungen zur

Eingrenzung der Kombinationsvielfalt

Wirtschaftlichkeit ↑

• Einheitsbohrung

• Einheitswelle

• hier dargestellt:

Einheitsbohrung für H-Bohrungen

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Passungsempfehlungen (DIN EN ISO 286-1)

• System Einheitsbohrung ist zur

Passungsauswahl zu bevorzugen

Wirtschaftlichkeit ↑

(Werkzeugvielfalt ↓)

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Passungen – Beispiel

• Nennmaß:

140

• Maßtoleranz vom Außenteil (1) soll

Nennmaß…:

• nicht unterschreiten

• um max. 40 µm überschreiten

• Maßtoleranz vom Innenenteil (2)

bzgl. Nennmaß:

• max. Abweichung von 88 µm

• min. Abweichung von max. 63 µm

• erfdl. Antragung

(ISO-Toleranzkurzzeichen)?

• Art der Passung

(Spiel-/Übergangs-/Übermaß)?

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(Übermaßpassung)

Ø 140 H7/r6

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Passungen – Zeichnungsangaben

• Angaben für Außenteile stehen oben

bzw. vorn

• i.d.R. Angabe der Grenzabmaße

direkt auf Zeichnung

• in Klammern hinter Passmaß oder

• als Passmaßtabelle

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Passungen – Zeichnungsangaben

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