Daniel Wilhelm
Ihr 3D-Messtechnik Spezialist für taktile Messtechnik.
Mit dem Passungssystem Toleranzen einhalten
Die Außenmaße eines äußeren Gehäuses unterscheiden sich in ihren Toleranzvorgaben erheblich von den Toleranzen, die für kinetische Bauteile in mechanisch-dynamischen Systemen gelten. Für ein Gehäuse ist es unerheblich, ob seine Außenmaße 5-50/100 mm über oder unter dem Nennmaß gefertigt werden.
Dem Endprodukt merkt man die Unterschiede nicht an. Ein so grob gefertigtes mechanisches Bauteil würde aber unweigerlich klappern, klemmen oder bei der ersten Bewegung Schaden anrichten. Deshalb wurde das Passungssystem entwickelt. Es gibt dem Werker oder 3D-Messtechniker genaue Auskunft darüber, innerhalb welcher Toleranz er ein Bauteil herzustellen hat.
Wozu dienen Passungen?
Wenn auf einer Zeichnung ein bestimmtes Nennmaß steht, dann gehört die Passung, bzw. die Angabe der ISO Toleranzen, dazu. Eine exakte Fertigung auf Nennmaß ist niemals möglich, schon gar nicht, wenn es sich um Serienteile handelt. Es bedarf nur einer entsprechend feinen Prüftechnologie, um immer ein Abweichen vom Nennmaß festzustellen. Daher ist es wichtig, den Zweck des Bauteils und seine Arbeitsbedingungen zu kennen. Eine schnell drehende, hoch belastete und mehrfach gelagerte Welle hat ganz andere ISO Toleranzen einzuhalten, als der Standfuß eines Maschinengestells.
Die Passung zielt immer auf den normalen Betriebszustand ab. Deshalb muss man beispielsweise das Ventilspiel eines Verbrennungsmotors im kalten Zustand einstellen. Erreicht der Motor seine Betriebstemperatur, schließt sich das Ventilspiel durch die Wärmeausdehnung und der gewünschte Gleitsitz ist gewährleistet.
Ermittlung der Toleranzen
Um eine Toleranz zu bestimmen, müssen alle relevanten Faktoren des Bauteils mit einbezogen werden. Dazu zählen folgende Parameter:
- Temperatur im Betriebszustand
- Drehgeschwindigkeit
- werkstoffspezifische Eigenschaften
- angedachte Lebensdauer des Bauteils
- Vorgaben für die Serienproduktion.
Die Drehgeschwindigkeit wirkt sich auf die Temperatur des Bauteils und damit auf seine Wärmeausdehnung aus. Eine zu starke Erwärmung kann zu einer Klemmung führen. Je schneller sich das Bauteil dreht, desto fataler wirkt sich das Klemmen aus. Umgekehrt führt ein zu lockerer Verbund zu einer Geräuschbildung und zu hohem Verschleiß.
Härte, Festigkeit, Zähigkeit müssen in der Herstellung berücksichtigt werden.
Sie beeinflussen die technische Umsetzbarkeit der Toleranzvorgaben.
Ein gewisser Reibverlust lässt sich bei hoch belasteten Systemen niemals vollständig vermeiden. Die Lebensdauer muss sich deshalb auch im gewählten Passungssystem widerspiegeln.
Die Toleranzen müssen seriell herstellbar sein. Die Passungsvorgaben dienen als Grundlage für die Qualitätskontrolle.
Hüllmaß als Orientierung
Das Passungssystem gibt die ISO Toleranzen vor. Diese kann man sich als Hüllmaß des Nennmaßes vorstellen. Die Endmaße des Werkstücks müssen sich innerhalb des Hüllmaßes bewegen. Dann ist die Toleranz erfüllt und das Bauteil ist verwendbar.
Darstellung der Toleranz
Die Toleranz wird mit Groß- und Kleinbuchstaben angegeben. Die häufigste Verwendung findet es bei der Toleranzangabe für die Kombination „Bohrung und Welle“. Die Großbuchstaben geben die Toleranz für die Bohrung vor, die Kleinbuchstaben sind für die Welle vorgesehen. Je nach Kombination dieser Vorgaben ist das Spiel zwischen beiden Bauteilen größer oder kleiner.
Beispiel:
H8/d9: = Spielpassung mit leichtem Einbau
H7/s6: = Zusammenbau nur mit thermischer Behandlung möglich.
