Toleranzen und Passungen.

Inhalt:

• Steuerung und Syntax
• Grundbegriffe
• ISO 286: System für Grenzabmaße und Passungen
• ANSI B4.1: Prioritätstoleranzen und Prioritätspassungen
• ISO 2768-1: Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaß
• Entwurf der Passung
• Abhängigkeit der Toleranz bei der Behandlung der Oberfläche
• Einstellung, Sprachenänderung
• Benutzerspezifische Anpassungen

Toleranzen und Passungen.

Diese Tabelle enthält Tafeln und Berechnungen für eine mühelose Auswahl der Passungen von Maschinenelementen und Bestimmung deren Maßtoleranzen und Abmaße. Mit Hilfe dieses Werkzeuges können folgende Aufgaben gelöst werden:

1. Wahl einer geeigneten Passung der Maschinenelemente nach dem internationalen Standard ISO 286.
2. Festlegung der Maßtoleranzen und Abmaße der Maschinenelemente nach dem internationalen Standard ISO 286.
3. Wahl einer Prioritätspassung der Maschinenelemente und Festlegung deren Maßtoleranzen nach ANSI B4.1.
4. Festlegung der nicht vorgeschriebenen Grenzabweichungen der Längen- und Winkelmaße gemäß ISO 2768.
5. Automatischer Entwurf der Passung für ein gegebenes Spiel bzw. Übermaß.

In der Berechnung sind Daten, Verfahren, Algorithmen und Angaben aus der Fachliteratur und den Normen ANSI, ISO, DIN und aus anderen Zweigen verwendet.
Normliste: ANSI B4.1, ANSI B4.2, ISO 286, ISO 1829, ISO 2768, EN 20286, JIS B 0401

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Steuerung, Struktur und Syntax der Berechnungen.

Die Informationen über die Syntax und die Bedienung der Berechnung finden Sie im Dokument "Steuerung, Struktur und Syntax der Berechnungen".

Grundbegriffe.

Zum Erreichen einer richtigen und verlässlichen Funktion der Erzeugnisse im Maschinenbau ist es nötig, Maße, Form, und die gegenseitige Lage der Flächen und deren einzelnen Teile mit einer gewissen Genauigkeit einzuhalten. Durch einen üblichen Herstellungsvorgang lässt es sich nicht erzielen, dass die angeführten geometrischen Eigenschaften des Teiles mit einer absoluten Genauigkeit weder eingehalten (noch abgemessen) werden können. So weichen die tatsächlichen Flächen der hergestellten Teile von den idealen, auf der Zeichnung vorgeschriebenen Flächen ab. Die Abweichungen der tatsächlichen Flächen werden in vier Gruppen eingeteilt, damit zulässige Ungenauigkeiten beurteilt, indiziert und bei der Herstellung kontrolliert werden können:

• Abmaße
• Formabweichungen
• Positionsabweichungen
• Abweichungen der Oberflächenrauheit

Dieses Werkzeug befasst sich mit der ersten Gruppe und dient also zur Festlegung der Maßtoleranzen und Abmaße der Maschinenelemente.

Wie schon oben erwähnt wurde, ist es im Wesentlichen nicht möglich, Maschinenelemente mit einer absoluten Maßgenauigkeit herzustellen. In Wirklichkeit ist es jedoch weder nötig noch zweckmäßig. Zum Sichern der richtigen Funktion der Erzeugnisse im Maschinenbau genügt, dass das wirkliche Maß zwischen zwei Grenzabmessungen liegt, und eine zulässige Abweichung bei der Herstellung eingehalten wurde. Die verlangte Herstellungsstufe eines gegebenen Teiles ist dann durch die in der Zeichnung vorgeschriebene Maßtoleranz bestimmt. Die Herstellungsgenauigkeit wird dabei sowohl in Hinsicht auf Erzeugnisfunktionalität als auch auf Produktionswirtschaftlichkeit vorgeschrieben.

Beim Zusammenfügen der Teile wird ein Sitz gebildet, dessen Funktionscharakter durch die Verschiedenheit ihrer Abmaße vor dem Zusammenfügen festgelegt wird.

Wo:

d=D ... Nennmaß der Passung
D_max , D_min ... Grenzmaße der Bohrung

d_max , d_min ... Grenzmaße der Welle
ES ... Obere Abweichung der Bohrung
EI ... Untere Abweichung der Bohrung
es ... Obere Abweichung der Welle
ei ... Untere Abweichung der Welle

In Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage der Toleranzfelder der zusammengefügten Teile unterscheiden wir 3 Passungsarten:

1. Spielpassung
2. Übergangspassung
3. Übermaßpassung

ISO 286:  ISO-System für Grenzabmaße und Passungen. [1]

Dieser Abschnitt dient der Passungsauswahl und der Festlegung der Toleranzen und Abweichungen der Maschinenelemente nach Norm ISO 286:1988. Diese Norm ist mit der europäischen Norm EN 20286:1993 identisch und definiert das international anerkannte System für Toleranzen, Grenzabmaße und Passungen. Die Norm ISO 286 wird als internationaler Standard für die Tolerierung der Längenmaße verwendet, und in den meisten industriell hochentwickelten Ländern wurde sie in der identischen oder angepassten Fassung als Nationalnorm (JIS B 0401, DIN ISO 286, BS EN 20286, CSN EN 20286, ...) aufgenommen.

Das Toleranz- und Passungssystem ISO gilt für Toleranzen und Abmaße glatter Teile und durch deren Zusammenfügen gebildete Sitze. Es wird besonders für zylindrische Teile mit Kreisquerschnitt verwendet. Die in dieser Norm enthaltenen Toleranzen und Abmaße lassen sich jedoch auch für glatte Elemente mit einem anderen Querschnitt verwenden. Analog kann das System sowohl für das Zusammenfügen von zylindrischen Elementen als auch für eine durch zwei parallele Flächen gebildete Passungen (z. B. Passung einer Feder in der Nut) verwendet sein. Der in dieser Norm verwendete Begriff "Welle" besitzt dann eine breitere Bedeutung und dient der Bezeichnung aller äußeren Teilelemente, einschließlich der Elemente, die keine zylindrische Form haben. Gleichfalls dient der Begriff "Bohrung" zur Bezeichnung aller inneren Teilelemente ohne Rücksicht auf ihre Form. 

Anmerkung: Alle Zahlenwerte der in diesem Absatz angeführten Toleranzen und Abmaße sind im metrischen System und beziehen sich auf Teile, deren Maße bei einer Temperatur von 20° C festgelegt sind.

1.1 Nennmaß.

Das Maß, zu welchem mit Hilfe der oberen und unteren Abweichung, seine Grenzwerte durch eine Norm festgelegt sind. Bei einem Sitz muss das Nennmaß beider zusammenzufügenden Elemente gleich sein.

Hinweis: Norm ISO 286 definiert das System der Toleranzen, Abmaße und Passungen nur für Nennmaße von bis 3150 mm.

1.2 Toleranz des Nennmaßes für gegebenen Toleranzgrad.

Die Maßtoleranz wird als Differenz zwischen dem oberen und unterem Maß des Teiles definiert. Damit den Anforderungen der Erzeugnisgenauigkeit der verschiedenen Produktionsbereiche gerecht werden kann, werden insgesamt 20 Toleranzgrade von dem ISO-System eingeführt. Die nächstbeste der Toleranzen dieses Systems wird mit der Kennzeichnung "IT" mit der angeschlossenen Genauigkeitsstufe (IT01, IT0, IT1 ...IT18) gekennzeichnet.

Anwendungsbereich der einzelnen Toleranzen des ISO-Systems:

Anmerkung: Bei Auswahl einer geeigneten Maßtoleranz ist auch auf die verwendete Bearbeitungsmethode in der Herstellung Rücksicht zu nehmen. Die Abhängigkeit der Toleranz von der Oberflächenvorbereitung ist in der Tabelle im Absatz [5] zu finden.

1.3 Toleranzfelder der Bohrung.

Das Toleranzfeld ist definiert als ein begrenztes Raumfeld des oberen und unteren Maßes des Teiles. Das Toleranzfeld ist also durch die Toleranzgröße und durch ihre Lage mit Bezug auf das Nennmaß festgesetzt. Die Lage des Toleranzfeldes mit Bezug auf das Nennmaß bestimmt im ISO-System das sogenannte Grundabmaß. Das ISO-System definiert für die Bohrung 28 Klassen für Grundabmaße, die durch lateinische Versalbuchstaben (A,B,C, .. ,ZC) gekennzeichnet sind. Das Toleranzfeld für ein gegebenes Nennmaß ist in der Zeichnung durch ein vorgeschriebenes Passungskurzzeichen, das aus einem Buchstabenkennzeichen des Grundabmaßes und einer Nummerierung des Toleranzgrades besteht (z. B. H7, H8, D5, ...). In diesem Absatz sind alle Toleranzfelder der Bohrung graphisch dargestellt, die für das gegebene Nennmaß [1.1] und für eine in der Kaskadenliste ausgewählten Toleranzgrad IT gültig sind.

Obwohl das Toleranzfeld der Bohrung aus dem allgemeinen Satz der Grundabmaße (A .. ZC) und der Toleranzgrade (IT1 .. IT8) durch ihre beliebige gegenseitige Kombination vorgeschrieben werden kann, wird nur eine begrenzte Auswahl der Toleranzfelder in der Praxis verwendet. Eine Übersicht der für die allgemeine Verwendung bestimmten Toleranzfelder, finden sie in der folgenden Tabelle. Die in dieser Tabelle nicht einbezogenen Toleranzfelder werden für spezielle gehalten und deren Verwendung wird nur in technisch begründeten Fällen empfohlen.

Vorgeschriebene Toleranzfelder einer Bohrung für eine übliche Verwendung (für Nennmaße bis zu 3150 mm):

Anmerkung: Die dünn gekennzeichneten Toleranzfelder sind nur für Nennmaße bis zu 500 mm bestimmt.

Tip: Für das Tolerieren von Bohrungen werden vorrangig die Toleranzfelder H7, H8, H9 a H11 verwendet.

1.4 Toleranzfelder der Welle.

Das Toleranzfeld ist definiert als ein begrenztes Raumfeld des oberen und unteren Maßes des Teiles. Das Toleranzfeld ist also durch die Toleranzgröße und durch ihre Lage mit Bezug auf das Nennmaß festgesetzt. Die Lage des Toleranzfeldes mit Bezug auf das Nennmaß bestimmt im ISO-System das sogenannte Grundabmaß. Das ISO-System definiert für die Welle 28 Klassen der Grundabmaße, die mit lateinischen Kleinbuchstaben (a,b,c, .. zc) gekennzeichnet sind. Das Toleranzfeld für ein gegebenes Nennmaß ist in der Zeichnung durch ein vorgeschriebenes Passungskurzzeichen, das aus einem Buchstabenkennzeichen des Grundabmaßes und einer Nummerierung des Toleranzgrades besteht (z. B. h7, h6, g5, ...). In diesem Absatz sind alle Toleranzfelder der Welle graphisch dargestellt, die für das gegebene Nennmaß [1.1] und für eine in der Kaskadenliste ausgewählten Toleranzgrad IT gültig sind.

Obwohl das Toleranzfeld der Welle aus dem allgemeinen Satz der Grundabmaße (a .. zc) und der Toleranzgrade (IT1 .. IT8) durch ihre beliebige gegenseitige Kombination vorgeschrieben werden kann, wird nur eine begrenzte Auswahl der Toleranzfelder in der Praxis verwendet. Eine Übersicht der für die allgemeine Verwendung bestimmten Toleranzfelder, finden sie in der folgenden Tabelle. Die in dieser Tabelle nicht einbezogenen Toleranzfelder werden für spezielle gehalten und deren Verwendung wird nur in technisch begründeten Fällen empfohlen.

Vorgeschriebene Toleranzfelder einer Welle für eine übliche Verwendung (für Nennmaße bis zu 3150 mm):

Anmerkung: Die dünn gekennzeichneten Toleranzfelder sind nur für Nennmaße bis zu 500 mm bestimmt.

Tip: Für das Tolerieren von Wellen werden vorrangig die Toleranzfelder h6, h7, h9 a h11 verwendet.

1.5 Passungsauswahl. 

Dieser Absatz dient der Wahl einer empfohlenen Passung. Wenn Sie einen anderen als die empfohlene Passung verwenden wollen, definieren Sie das Bohrungstoleranzfeld direkt in den Absätzen [1.9, 1.10]. Bei dem Entwurf der eigentlichen Passung wird empfohlen, einige Grundsätze einzuhalten:

• die Passung im System der Einheitsbohrung oder der Einheitswelle entwerfen
• die Bohrungstoleranz größer oder gleich der Toleranz der Welle verwenden
• die Bohrungs- und Wellentoleranz sollen sich nicht um mehr als zwei Toleranzgrade voneinander unterscheiden

Tip: Wenn es notwendig ist, eine geeignete normalisierte Passung in Hinsicht auf deren spezifische Eigenschaften zu finden (feste Spiel- bzw. Übermaßgröße der Passung verlangt), machen Sie Gebrauch von der Funktion des automatisierten Entwurfs im Absatz [4].

1.6 System der Passung.

Obwohl Teile mit beliebigen Toleranzfeldern allgemein zusammengefügt werden können, werden nur zwei Verfahren für die Paarung von Bohrungen und Wellen aus Konstruktions-, technologischen und ökonomischen Gründen empfohlen.

1. System der Einheitsbohrung
   Verlangte Spiele und Übermaße in der Passung werden durch Kombination verschiedener Toleranzfelder der Welle mit dem Toleranzfeld der Bohrung "H" erreicht. In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die untere Bohrungsabweichung gleich null.
2. System der Einheitswelle
   Verlangte Spiele und Übermaße in der Passung werden durch Kombination verschiedener Toleranzfelder der Bohrung mit dem Toleranzfeld der Welle "h" erreicht. In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die obere Wellenabweichung gleich null.

Wo:

d=D ... Nennmaß
////  ... Toleranzfeld der Bohrung
\\\\  ... Toleranzfeld der Welle

Die Wahl des Systems für eine gegebene Art des Erzeugnisses oder Produktion beeinflussen vor allem folgende Faktoren:

• konstruktive Anordnung des Erzeugnisses und Montageverfahren
• Herstellungsvorgang und Bearbeitungskosten des Teiles
• Halbproduktart und Werkstoffverbrauch
• Anschaffungs-, Instandhaltungs- und Lagerungskosten der Eichmaße und Herstellungswerkzeuge
• Maschinenausrüstung des Betriebes
• Möglichkeit, von normalisierten und typisierten Teilen Gebrauch zu machen

Tip: Auch wenn beide Systeme im Hinblick auf funktionelle Eigenschaften gleichwertig sind, wird das System der Einheitsbohrung vorrangig verwendet.

1.7 Passungsart.

In Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage der Toleranzfelder der zusammengefügten Teile unterscheiden wir 3 Passungsarten:

1. Spielpassung
   Die Passung gewährleistet im Zusammenfügen immer das Spiel zwischen der Bohrung und der Welle. Das Kleinstmaß der Bohrung ist größer oder im äußersten Fall gleich dem Größtmaß der Welle.
2. Übergangspassung
   Die Passung, bei dem sowohl ein Spiel als auch ein Übermaß (in Abhängigkeit von den wirklichen Bohrungs- und Wellenmaßen) auftreten kann. Toleranzfelder der Bohrung und der Welle überlappen sich teilweise oder vollkommen.
3. Übermaßpassung
   Die Passung sichert im Zusammenfügen immer den Übergang zwischen der Bohrung und der Welle. Das Größtmaß der Bohrung ist kleiner oder im äußersten Fall gleich dem Kleinstmaß der Welle.

1.8 empfohlene Passungen.

Eine entsprechende Passung in der Kaskadenliste auswählen.

Die Liste der hier angeführten Empfehlungen besitzt nur einen informativen Charakter und kann also nicht als fest und unveränderlich genommen werden. Die Aufzählung der wirklich verwendeten Passungen kann sich in Abhängigkeit vom Herstellungstyp und Herstellungsbereich, örtlichen Normen und nationalen Gewohnheiten und nicht zuletzt von der im Betrieb eingeführten Praxis unterscheiden. Eigenschaften und Verwendungsbereich mancher ausgewählten Passungen sind in der folgenden Übersicht beschrieben. Bei der Passungsauswahl sind nicht nur konstruktive und technologische Gesichtspunkte in Erwägung zu ziehen, sondern auch die ökonomischen. Die Wahl einer geeigneten Passung ist besonders aus der Sicht in der Produktion eingeführten Messgeräte, Eichmaße und Werkzeuge von Wichtigkeit. Richten Sie sich deshalb bei der Passungsauswahl vor allem nach der im Werk bewährten Praxis. 

Anwendungsbereich der ausgewählten Passungen (Prioritätspassung sind fett dargestellt):

Spielpassung:

H11/a11, H11/c11, H11/c9, H11/d11, A11/h11, C11/h11, D11/h11
Sitze mit einem großen Spiel bei Teilen mit großen Toleranzen.
Verwendung - Drehzapfen, Fallsperren, Sitze der zum Schweißen bestimmten Teile, den Korrosionseinwirkungen, Staubverunreinigung und der Wärme- oder mechanischen Verformungen ausgesetzte Sitze.

H9/C9, H9/d10, H9/d9, H8/d9, H8/d8, D10/h9, D9/h9, D9/h8
Laufsitz mit einem erheblichen Spiel ohne größere Anforderungen auf die Wellenführung. 
Verwendung - mehrmals gelagerte Wellen der Produktions- und Kolbenmaschinen, Teile, die sich nur selten drehen oder nur pendeln.

H9/e9, H8/e8, H7/e7, E9/h9, E8/h8, E8/h7
Laufsitz mit einem größeren Spiel ohne keine besonderen Anforderungen an die Sitzgenauigkeit.
Verwendung - Ablagerung der langen Wellen, z. B bei landwirtschaftlichen Maschinen, Pumpen-, Ventilatorlager und Lager der Kolbenmaschinen.

H9/f8, H8/f8, H8/f7, H7/f7, F8/h7, F8/h6
Laufsitz mit einem kleineren Spiel bei üblichen Anforderungen auf die Sitzgenauigkeit. 
Verwendung - der häufigste Sitz bei Werkzeugmaschinen. Übliche Sitze der Wellen, Reglerlager, Spindeln der Werkzeugmaschinen, Sitze der Schubstangen.

H8/g7, H7/g6, G7/h6
Laufsitz mit einem sehr geringfügigen Spiel zwecks der genauen Wellenführung. Nach dem Zusammenbau ohne fühlbares Spiel. 
Verwendung - Teile der Werkzeugmaschinen, Schiebezahnräder und Kupplungsscheiben, Zapfen der Kurbelwellen, Kolben der hydraulischen Maschinen, gelagerte Schubstangen, Spindeln der Schleifmaschinen.

H11/h11, H11/h9
Gleitsitz bei Teilen mit großen Toleranzen. Die Teile lassen sich ineinander leicht schieben und verdrehen.
Verwendung - leicht auszubauende Teile, Abstandsringe, durch Stifte, Schrauben, Vernietung oder Schweißnaht auf Wellen befestigte Teile.

H8/h9, H8/h8, H8/h7, H7/h6
Gleitsitz mit einem geringfügigen Spiel zwecks einer genauen Führung und Zentrierung der Teile. Montage durch Einschieben ohne große Kraftanwendung, nach Schmierung lassen sich die Teile von Hand verdrehen und schieben. 
Verwendung - genaue Führungen der Maschinen und Vorrichtungen, Aufsteckräder, Einstellringe, Zylinderführungen. 

Übergangspassung:

H8/j7, H7/js6, H7/j6, J7/h6
Schiebesitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß. Die Teile lassen sich von Hand zusammenfügen oder zerlegen.
Verwendung - leicht zerlegbare Sitze der Zahnradnaben, Naben der Riemenscheiben und Buchsen, Einstellringe, oft ausgebaute Lagerbuchsen.

H8/k7, H7/k6, K8/h7, K7/h6
Haftsitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß. Die Teile lassen sich ohne Verwendung einer großen Kraft mit einem Gummihammer zusammenfügen oder zerlegen.
Verwendung - ausbaufähige Sitze der Zahnradnaben und Naben der Riemenscheiben, Handräder, Kupplungen, Bremsscheiben.

H8/p7, H8/m7, H8/n7, H7/m6, H7/n6, M8/h6, N8/h7, N7/h6
Festsitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß. Montage der Sitze durch Pressen mit einer kleinen Kraft.
Verwendung - Festpfropfen, Treibsitzbuchsen, Läufer der Elektromotoren auf Wellen, Zahnradkränze, Passschrauben.

Übermaßpassung:

H8/r7, H7/p6, H7/r6, P7/h6, R7/h6
Preßsitze mit einem gewährleisteten Übermaß. Montage der Teile lässt sich üblich durch Kaltpressen durchführen.
Verwendung - Naben der Kupplungsscheiben, Lagerbuchsen.

H8/s7, H8/t7, H7/s6, H7/t6, S7/h6, T7/h6
Preßsitze mit einem mittleren Übermaß. Montage durch Warmpressen, Kaltpressen lässt sich nur unter Verwendung großer Kräfte durchführen.
Verwendung - Dauerzusammenfügungen der Zahnräder mit der Welle, Lagerbuchsen.

H8/u8, H8/u7, H8/x8, H7/u6, U8/h7, U7/h6
Preßsitze mit einem großen Übermaß. Montage durch Pressen mit einer großen Kraft bei unterschiedlichen Temperaturen der Teile.
Verwendung - Dauerzusammenfügungen der Zahnräder mit der Welle, Flansche. 

Tip: Wenn es den Konstruktions- und technologischen Anforderungen nicht widersteht, sind irgendwelche Prioritätspassungen vorrangig zu verwenden. Prioritätspassungen sind in der Aufzeichnung mit dem Sternchen "*" gekennzeichnet.

Anmerkung: Die Prioritätspassungen für vorrangige Verwendung in den USA sind in ANSI B4.2. definiert. Diese Norm schreibt folgende Gruppe der Prioritätspassungen vor:
- Spielpassung:  H11/c11, H9/d9, H8/f7, H7/g6, H7/h6, C11/h11, D9/h9, F8/h7, G7/h6
- Übergangspassung: H7/k6, H7/n6, K7/h6, N7/h6
- Übermaßpassung: H7/p6, H7/s6, H7/u6, P7/h6, S7/h6, U7/h6

1.9 Toleranzfeld der Bohrung.

In diesem Absatz werden für ein gegebenes Nennmaß [1.1] und ausgewähltes Toleranzfeld einer Bohrung deren Abmaße nachträglich berechnet.  

Das einschlägige Toleranzfeld der Bohrung ist in dem Auszug bei der Auswahl irgendwelcher der empfohlenen Passungen der Liste in Zeile [1.8] automatisch eingestellt. Wenn Sie sich wünschen, für die Bohrung ein anderes Toleranzfeld zu verwenden, wählen Sie eine entsprechende Kombination des Grundabmaßes (A .. ZC) und des Toleranzgrades (1 .. 18) in den Kaskadenlisten in dieser Zeile aus.

Obwohl das Toleranzfeld der Bohrung aus dem allgemeinen Satz der Grundabmaße ( A .. ZC) und der Toleranzgrade (IT1…IT8) durch ihre beliebige gegenseitige Kombination vorgeschrieben werden kann, wird nur eine begrenzte Auswahl der Toleranzfelder in der Praxis verwendet. Eine Übersicht der Toleranzfelder für die allgemeine Verwendung finden Sie in der Tabelle im Absatz [1.3]. Die in diesem Auszug nicht einbezogenen Toleranzfelder werden für spezielle gehalten und deren Verwendung wird nur in technisch begründeten Fällen empfohlen.

Hinweis: Wenn Sie wählen so ein Toleranzfeld der Bohrung aus, das für das gegebene Nennmaß im ISO-System nicht definiert ist, sind die Abmaße gleich null und das Toleranzzeichen ist rot dargestellt.

Tip: Für das Tolerieren von Bohrungen werden vorrangig die Toleranzfelder H7, H8, H9 a H11 verwendet.

1.10 Toleranzfeld der Welle.

In diesem Absatz werden für ein gegebenes Nennmaß [1.1] und ausgewähltes Toleranzfeld einer Welle deren Abmaße nachträglich berechnet.  

Das einschlägige Toleranzfeld der Welle ist in dem Auszug bei der Auswahl irgendwelcher der empfohlenen Passungen der Liste in Zeile [1.8] automatisch eingestellt. Wenn Sie sich wünschen, für die Welle ein anderes Toleranzfeld zu verwenden, wählen Sie eine entsprechende Kombination des Grundabmaßes (a .. zc) und des Toleranzgrades (1 .. 18) in den Kaskadenlisten in dieser Zeile aus.

Obwohl das Toleranzfeld der Welle aus dem allgemeinen Satz der Grundabmaße (a .. zc) und der Toleranzgrade (IT1 .. IT8) durch ihre beliebige gegenseitige Kombination vorgeschrieben werden kann, wird nur eine begrenzte Auswahl der Toleranzfelder in der Praxis verwendet. Eine Übersicht der Toleranzfelder für die allgemeine Verwendung finden Sie in der Tabelle im Absatz [1.4]. Die in diesem Auszug nicht einbezogenen Toleranzfelder werden für spezielle gehalten und deren Verwendung wird nur in technisch begründeten Fällen empfohlen.

Hinweis: Wenn Sie wählen so ein Toleranzfeld der Welle aus, das für das gegebene Nennmaß im ISO-System nicht definiert ist, sind die Abmaße gleich null und das Toleranzzeichen ist rot dargestellt.

Tip: Für das Tolerieren von Wellen werden vorrangig die Toleranzfelder h6, h7, h9 a h11 verwendet.

1.11 Parameter der ausgewählten Passung.

In diesem Absatz sind die Parameter einer ausgewählten Passung nachträglich berechnet und die gegenseitige Lage der Toleranzfelder der Bohrung und der Welle graphisch dargestellt.

Anmerkung: Die Maßangaben in der Darstellung sind in mm angeführt.

ANSI B4.1:  Prioritätstoleranzen und Prioritätspassungen der zylindrischen Teile. [2]

Dieser Absatz dient der Auswahl einer Prioritätspassung der zylindrischen Teile nach ANSI B4.1. Diese Norm definiert ein System von Maßtoleranzen und schreibt eine Reihe von Prioritätspassungen der zylindrischen Teile zur bevorzugten Verwendung vor. 

Anmerkung: Alle Zahlenwerte der in diesem Absatz angeführten Toleranzen und Abmaße beziehen sich auf Teile, deren Maße bei einer Temperatur von 68° F festgelegt sind.

2.1 Nennmaß.

Das Maß, zu welchem mit Hilfe der oberen und unteren Abweichung, seine Grenzwerte durch eine Norm festgelegt sind. Bei einem Sitz muss das Nennmaß beider zusammenzufügenden Elemente gleich sein.

Hinweis: Norm ANSI B4.1 definiert das System von Prioritätspassungen nur für Nennmaße bis zu 16.69 in (Zoll).

2.2 Toleranz des Nennmaßes für gegebenen Toleranzgrad.

Die Maßtoleranz wird als Differenz zwischen dem oberen und unterem Maß des Teiles definiert. Damit den Anforderungen auf die Erzeugnisgenauigkeit der verschiedenen Produktionsbereiche gerecht werden kann, werden insgesamt 10 Toleranzgrade von der Norm ANSI B4.1 eingeführt. Das Toleranzsystem ist von der Norm für Nennmaße bis zu 200 in (Zoll) vorgeschrieben. 

Anmerkung: Bei Auswahl einer geeigneten Maßtoleranz ist auch auf die verwendete Bearbeitungsmethode in der Herstellung Rücksicht zu nehmen. Die Abhängigkeit der Toleranz von der Oberflächenvorbereitung ist in der Tabelle im Absatz [5] zu finden.

2.4 System der Passung.

Die Norm ANSI B4.1 definiert für eine ausgewählte Reihe der Prioritätspassungen zwei grundlegende Verfahren für die Paarung von Bohrungen und Wellen.

1. System der Einheitsbohrung
   In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die untere Bohrungsabweichung gleich null.
2. System der Einheitswelle
   In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die obere Wellenabweichung gleich null.

Wo:

d=D ... Nennmaß
////  ... Toleranzfeld der Bohrung
\\\\  ... Toleranzfeld der Welle

Die Wahl des Systems für eine gegebene Art des Erzeugnisses oder Produktion beeinflussen vor allem folgende Faktoren:

• konstruktive Anordnung des Erzeugnisses und Montageverfahren
• Herstellungsvorgang und Bearbeitungskosten des Teiles
• Halbproduktart und Werkstoffverbrauch
• Anschaffungs-, Instandhaltungs- und Lagerungskosten der Eichmaße und Herstellungswerkzeuge
• Maschinenausrüstung des Betriebes
• Möglichkeit, von normalisierten und typisierten Teilen Gebrauch zu machen

Tip: Auch wenn beide Systeme im Hinblick auf funktionelle Eigenschaften gleichwertig sind, wird das System der Einheitsbohrung vorrangig verwendet.

2.5 Passungsart.

Die Norm ANSI B4.1 verteilt die Reihe der Prioritätspassungen nach der Verwendungsart und dem Verwendungsbereich in drei grundlegende Gruppen. 

1. Lauf- oder Gleitsitze mit Spiel [RC]
   Passungen mit einem gewährleisteten Spiel, die für Spielsitze der Teile bestimmt sind, die sich gegenseitig verdrehen oder verschieben sollen. 
2. Ruhesitze [LC, LT, LN]
   Spiel- oder Übermaßpassungen, bestimmt für eine genaue Einstellung der Lage der gepaarten Teile. Die zusammengefügten Teile sind gegen eine gegenseitige Bewegung mechanisch zu fixieren. In Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage der Toleranzfelder der zusammengefügten Teile unterscheiden wir 3 Arten dieser Passungen: Spielpassungen [LC], Übermaßpassungen [LN] und Übergangspassungen [LT].
3. Preßsitze [FN]
   Passungen mit gewährleistetem Übermaß, bestimmt für festes (unzerlegbares) Zusammenfügen der Teile.

Jede dieser Gruppe ist mit einer Buchstabenabkürzung gekennzeichnet, die mit einer numerischen Bezeichnung der Passungsklasse die ausgewählte Passung eindeutig definiert.

2.6 Passung.

Eine geeignete Passung in der Kaskadenliste auswählen.

Eigenschaften und Verwendungsbereich der Prioritätspassungen sind in der folgenden Übersicht beschrieben. Bei der Passungsauswahl sind nicht nur konstruktive und technologische Gesichtspunkte in Erwägung zu ziehen, sondern auch die ökonomischen. Die Wahl einer geeigneten Passung ist besonders aus der Sicht in der Produktion eingeführten Messgeräte, Eichmaße und Werkzeuge von Wichtigkeit. Richten Sie sich deshalb bei der Passungsauswahl vor allem nach der im Werk bewährten Praxis.

Verwendungsbereich der Prioritätspassungen:

Lauf- und Gleitsitze [RC]:

Sitze mit einem gewährleisteten Spiel, die für Teile der Spielsitze bestimmt sind (Drehzapfen, Lauf- und Gleitsitze der Wellen, Führungsbuchsen, Schiebezahnräder und Kupplungsscheiben, Kolben der hydraulischen Maschinen,...). Die Teile lassen sich ineinander leicht einschieben und verdrehen. Mit der anwachsenden Passungsklasse wird die Toleranz der zusammengefügten Teile und des Sitzspiels größer.

RC 1: Fester Gleitsitz mit einem geringfügigen Spiel für eine genaue Führung der Welle bei hohen Anforderungen an die Sitzgenauigkeit. Nach dem Zusammenbau ohne erkennbares Spiel. Der Sitz ist nicht für einen Freilauf bestimmt.

RC 2: Gleitsitz mit einem geringfügigen Spiel für eine genaue Führung der Welle bei hohen Anforderungen auf die Sitzgenauigkeit. Der Sitz ist nicht für einen Freilauf bestimmt, bei größeren Maßen kann es schon bei kleinen Temperaturänderungen zum Verreiben des Teiles kommen.

RC 3: Genauer Laufsitz mit einem kleinen Spiel, bei höheren Anforderungen auf Sitzgenauigkeit. Für Genauigkeitsmaschinen, die bei langsamen Geschwindigkeiten und bei einem sehr niedrigen Lagerdruck arbeiten. Nicht geeignet dort, wo fühlbare Temperaturunterschiede auftreten. 

RC 4: Fester Laufsitz mit einem kleinen Spiel, bei höheren Anforderungen auf Sitzgenauigkeit. Für Genauigkeitsmaschinen mit mäßigen Umfangsgeschwindigkeiten und Lagerstättendruck.

RC 5, RC 6: Mittlerer Laufsitz mit einem größeren Spiel, bei üblichen Anforderungen auf die Sitzgenauigkeit. Für arbeitende Maschinen bei höheren Geschwindigkeiten und erheblichem Lagerstättendruck.

RC 7: Freier Laufsitz mit einem erheblichen Spiel ohne größere Anforderungen auf die Wellenführungsgenauigkeit. Ist für hohe Temperaturänderungen geeignet.

RC 8, RC 9: Freier Laufsitz mit einem großen Spiel bei Teilen mit großen Toleranzen. Sitze ausgesetzt den Korrosionseinwirkungen, der Staubverunreinigung und Wärme- oder mechanischen Verformungen.

Ruhesitze mit Spiel [LC]:

Sitze mit einem gewährleisteten Spiel, bestimmt für nichtbewegliche Verbindungen, wo eine leichte Montage und Demontage der Teile verlangt wird, (präzise Sitze der Maschinen und Vorrichtungen, Wechselräder, Lagerbuchsen, Einstell- und Abstandsringe, Maschinenteile befestigt auf Wellen durch Stifte, Schrauben, Vernietung oder Schweißnähte,...). Die zusammengefügten Teile sind gegen eine gegenseitige Bewegung mechanisch zu fixieren. Diese Sitze sind durch die Norm in einem breiten Toleranz- und Spielbereich definiert. Von einer genauen Führung und Zentrierung der Teile bestimmter Festsitze [LC 1, LC 2] mit einem geringfügigen Spiel bis zu einem Grobsitz mit einem großen Spiel und maximalen Toleranzen [LC 10, LC 11], wo die primäre Anforderung die Leichtigkeit der Montage ist. Mit der anwachsenden Passungsklasse wird die Toleranz der zusammengefügten Teile und das Sitzspiel größer.

Ruhesitze mit Spiel oder Übermaß [LT]:

Spiel- oder Übermaßsitze, die für zerlegbare feststehende Zusammenfügungen bestimmt sind, wo die Hauptanforderung Sitzgenauigkeit der zusammengefügten Teile ist. Die Teile sind beim Zusammenbau gegen eine gegenseitige Bewegung mechanisch zu fixieren.

LT 1, LT_2: Schiebesitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß (leicht zerlegbare Sitze der Zahnrädernaben und Naben der Riemenscheiben, Buchsen, Einstellringe, Lagerbuchsen,...). Die Teile lassen sich von Hand zusammenfügen oder zerlegen.

LT 3, LT_4: Haftsitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß ( leicht ausbaufähige Sitze der Zahnradnaben und Naben der Riemenscheiben, Handräder, Kupplungen, Bremsscheiben,...). Die Teile lassen sich ohne große Kraftanwendung mit einem Gummihammer zusammenfügen oder zerlegen.

LT 5, LT_6: Festsitze mit einem kleinen Spiel oder mit einem geringfügigen Übermaß (Festpfropfen, Treibsitzbuchsen, Läufer der Elektromotoren auf Wellen, Zahnradkränze, Passschrauben,…). Montage der Teile durch Pressen mit kleiner Kraftanwendung.

Ruhesitze mit Übermaß [LN]:

Für festes Zusammenfügen bestimmte Sitze mit kleinen Übermaßen, wo die Hauptanforderung die Genauigkeit und Starrheit des Zusammenfügens ist. Diese Sitze lassen sich nicht für die Übertragung der Drehmomente nur durch die Wirkung der Reibkräfte verwenden, die Teile sind gegen gegenseitige Bewegung zu sichern. Die Teile lassen sich durch Kaltpressen bei Verwendung eines größeren Drucks, eventuell durch Warmpressen zusammenfügen oder zerlegen.

Preßsitze [FN]:

Sitze mit einem gewährleisteten Übermaß, bestimmt für feste (nicht zerlegbare) Zusammenfügungen der Teile (dauerhafte Zusammenfügung der Zahnräder mit der Welle, Lagerbuchsen, Flanschen,…). Diese Sitze sind vor allem für die Übertragung der Drehmomente durch Reibkräfte zwischen der Welle und Nabe bestimmt. Die Größe des Übermaßes (Sitztragfähigkeit) erhöht sich mit der wachsenden Klasse der Passung. Montage der Teile durch Kaltpressen bei Verwendung großer Kräfte oder durch Pressen bei unterschiedlichen Temperaturen der Teile.

FN 1: Festsitze mit kleinem Übermaß, bestimmt für dünne Stahlprofile, lange Sitze oder Sitze mit Gussnaben.

FN 2: Festsitze mit mittlerem Übermaß, bestimmt für übliche Stahlteile oder Festsitze mit einer hohen Qualität aus Gusseisen.

FN 3: Festsitze mit großem Übermaß, bestimmt für schwere Stahlteile.

FN 4, FN_5: Festsitze mit maximalem Übermaß, bestimmt für hochbelastete Verbindungen.

2.7 Toleranzfeld der Bohrung.

Das Toleranzfeld ist definiert als ein begrenztes Raumfeld des oberen und unteren Maßes des Teiles. Das Toleranzfeld ist also durch die Toleranzgröße und durch ihre Lage mit Bezug auf das Nennmaß festgesetzt.

In diesem Absatz werden für ein gegebenes Nennmaß [2.1] und ausgewähltes Toleranzfeld einer Bohrung deren Abmaße nachträglich berechnet. Das einschlägige Toleranzfeld der Bohrung ist nach Auswahl der Prioritätspassung in Zeile [2.6] eingestellt.

2.8 Toleranzfeld der Welle.

Das Toleranzfeld ist definiert als ein begrenztes Raumfeld des oberen und unteren Maßes des Teiles. Das Toleranzfeld ist also durch die Toleranzgröße und durch ihre Lage mit Bezug auf das Nennmaß festgesetzt.

In diesem Absatz werden für ein gegebenes Nennmaß [2.1] und ausgewähltes Toleranzfeld einer Welle deren Abmaße nachträglich berechnet. Das einschlägige Toleranzfeld der Welle ist nach Auswahl der Prioritätspassung in Zeile [2.6] eingestellt.

2.9 Parameter der ausgewählten Passung.

In diesem Absatz sind die Parameter einer ausgewählten Passung nachträglich berechnet und die gegenseitige Lage der Toleranzfelder der Bohrung und der Welle graphisch dargestellt.

Anmerkung: Die Maßangaben in der Darstellung sind in Tausendstel von Zoll angeführt.

ISO 2768-1:  Allgemeintoleranzen für Längen- und Winkelmaß [3]

Wenn keine Unklarheiten und Streitigkeiten bei der Herstellung, Kontrolle und Montage auftreten sollen, sind Grenzabmaße (Toleranzen) für alle in der technologischen Dokumentation vorgeschriebenen Maße der Maschinenelemente festzulegen. Wichtige funktionelle Maße (insbesondere die, von denen die Austauschbarkeit der Teile bei der Montage abhängt) werden in der Regel durch das Hinzuschreiben eines Toleranzkurzzeichens oder numerischer Abmaßwerte zum entsprechenden Nennmaß toleriert. Andere Maße, bei denen keine hohe Herstellungsgenauigkeit verlangt wird, ist es angebracht das mit einem gemeinsamen Vermerk auf der Zeichnung zu tolerieren. Der international anerkannte Standard für das Tolerieren dieser Längen - und Winkelmaße ist die Norm ISO 2768-1:1989.

Die Norm ISO 2768-1 ist bestimmt für das Tolerieren der Maße der durch spangebende Bearbeitung oder Blechumformung hergestellten Maschinenelementen. Es eignet sich, hier definierte Abmaße auch bei nicht metallischen Werkstoffen zu verwenden. Diese Norm schreibt Längenabmaße und Winkelfehler in vier Genauigkeitsklassen vor. Bei der Auswahl der Toleranzklasse ist es nötig (außer konstruktiven Gesichtspunkten) auch die übliche Genauigkeit der Herstellungswerkstatt in Erwägung zu ziehen. 

Allgemeine Abmaße nach ISO 2768-1 sind in 3 Gruppen (Tafeln) aufgeteilt. Winkelfehler für Längenbereich [3.1], Abmaße der Kantenabschrägung und Kantenabrundung [3.2] und Winkelfehler [3.3]. Bei Maßen bis zu 0.5 mm (Tafeln [3.1, 3.2]) werden die Abmaße direkt für das entsprechende Nennmaß vorgeschrieben.

Anmerkung: Wenn sich die allgemeinen Abmaße nach dieser Norm geltend machen sollten, muss der einschlägige Vermerk in der Zeichnung (in dem Schriftfeld oder in dessen Nähe) angeführt werden. Z. B. für die mittlere Toleranzklasse "ISO 2768 - m".

Tip: Wenn es den konstruktiven und technologischen Anforderungen nicht widersteht, ist die mittlere Genauigkeitsklasse "m" für bearbeitete metallische Teile vorrangig zu verwenden.

Entwurf der Passung für bekannte Abmaße. [4]

Dieser Absatz dient dem Entwurf (der Suche) eines (nach einem) geeigneten normalisierten Passungen der Maschinenelemente für ein bekanntes Spiel bzw. Übermaß. Die Passung ist auf Grund der Norm ISO 286 (siehe [1]) entworfen. Der Entwurf verläuft automatisch und nach seiner Beendigung bietet die Berechnung dem Benutzer einen Satz von 15 Passungen an, deren Parameter die im Absatz [4.1] eingegebenen Anforderungen am besten erfüllen. 

4.2 System der Passung.

Obwohl Teile mit beliebigen Toleranzfeldern allgemein zusammengefügt werden können, werden nur zwei Verfahren für die Paarung von Bohrungen und Wellen aus Konstruktions-, technologischen und ökonomischen Gründen empfohlen.

1. ISO-Passungssystem Einheitsbohrung
   Verlangte Spiele und Übermaße in der Passung werden durch Kombination verschiedener Toleranzfelder der Welle mit dem Toleranzfeld der Bohrung "H" erreicht. In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die untere Bohrungsabweichung gleich null.
2. ISO-Passungssystem Einheitswelle
   Verlangte Spiele und Übermaße in der Passung werden durch Kombination verschiedener Toleranzfelder der Bohrung mit dem Toleranzfeld der Welle "h" erreicht. In diesem Toleranz- und Passungssystem ist immer die obere Wellenabweichung gleich null.

Wo:

d=D ... Nennmaß
////  ... Toleranzfeld der Bohrung
\\\\  ... Toleranzfeld der Welle

Die Wahl des Systems für eine gegebene Art des Erzeugnisses oder Produktion beeinflussen vor allem folgende Faktoren:

• konstruktive Anordnung des Erzeugnisses und Montageverfahren
• Herstellungsvorgang und Bearbeitungskosten des Teiles
• Halbproduktart und Werkstoffverbrauch
• Anschaffungs-, Instandhaltungs- und Lagerungskosten der Eichmaße und Herstellungswerkzeuge
• Maschinenausrüstung des Betriebes
• Möglichkeit, von normalisierten und typisierten Teilen Gebrauch zu machen

Tip: Auch wenn beide Systeme im Hinblick auf funktionelle Eigenschaften gleichwertig sind, wird das System der Einheitsbohrung vorrangig verwendet.

4.3 Passungsart.

In Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage der Toleranzfelder der zusammengefügten Teile unterscheiden wir 3 Passungsarten:

1. Spielpassung
   Die Passung gewährleistet im Zusammenfügen immer das Spiel zwischen der Bohrung und der Welle. Das Kleinstmaß der Bohrung ist größer oder im äußersten Fall gleich dem Größtmaß der Welle.
2. Übergangspassung
   Die Passung, bei dem sowohl ein Spiel als auch ein Übermaß (in Abhängigkeit von den wirklichen Bohrungs- und Wellenmaßen) auftreten kann. Toleranzfelder der Bohrung und der Welle überlappen sich teilweise oder vollkommen.
3. Übermaßpassung
   Die Passung sichert im Zusammenfügen immer den Übergang zwischen der Bohrung und der Welle. Das Größtmaß der Bohrung ist kleiner oder im äußersten Fall gleich dem Kleinstmaß der Welle.

4.4 Nennmaß.

Das gemeinsame theoretische Maß der zusammengefügten Teile eingeben. 

Hinweis: Norm ISO 286 definiert das System der Toleranzen, Abmaße und Passungen nur für Nennmaße von bis 3150 mm.

4.5, 4.6 Grenztoleranzen der Passung.

In Abhängigkeit von der ausgewählten Passungsart [1.3] geben Sie in den Zeilen [4.5, 4.6] die verlangten Grenzwerte für das Spiel bzw. Übermaß der entworfenen Passung ein.

4.7 Entwurf und Wahl der Passung.

Dieser Absatz dient dem eigentlichen Entwurf der Passung. Nach Einstellung aller verlangten Parameter der Passung im Absatz [4.1] starten Sie den automatischen Entwurf der Passung durch Betätigen der Druckfläche in dieser Zeile. Der Entwurf geht durch alle Kombinationen der vorgeschriebenen Toleranzfelder der Bohrung und der Welle (siehe Tabellen in den Absätzen [1.3, 1.4]) hindurch und wählt die 15 vorteilhaftesten Normpassungen aus. Über den Berechnungsablauf sind sie im Dialog informiert.

Ein qualitatives Kriterium für die Auswahl der Passung ist die Summe der Abweichungen (im Absolutbetrag) der Grenzwerte des Spieles, bzw. Übermaßes der entworfenen Passung von den verlangten Werten [4.5, 4.6]. Nach Beendigung der Berechnung werden ausgewählte Passungen in eine Tabelle übertragen. Die Tabelle der entworfenen Passungen ist in zwei Teile eingeteilt. In dem unteren Teil sind die ausgewählten Passungen in einer Reihenfolge sortiert, von der vorteilhaftesten bis zur am wenigsten vorteilhaften. Im oberen Teil ist einer von den Prioritätspassungen angeführt, und zwar dieser, dessen Parameter am besten den verlangten Abmaßen [4.5, 4.6] genügen. Nach der Auswahl einer beliebigen Passung in der Tabelle werden ihre Parameter im Absatz [4.8] dargestellt. 

Anmerkung: Maßangaben in der Tabelle sind in mm angeführt.

4.8 Parameter der ausgewählten Passung.

In diesem Absatz sind die Parameter einer ausgewählten Passung nachträglich berechnet und die gegenseitige Lage der Toleranzfelder der Bohrung und der Welle graphisch dargestellt.

Anmerkung: Die Maßangaben in der Darstellung sind in mm angeführt.

Abhängigkeit der Toleranz bei der Behandlung der Oberfläche. [5]

In diesem Absatz ist eine Tabelle angebracht, welche die Abhängigkeit der Maßtoleranzen bei der Behandlung der Oberfläche der Maschinenelemente beschreibt. Einzelne, für das gegebene Bearbeitungsverfahren des Teiles erreichbare Toleranzgrade, sind in der Tabelle als ein grünes Feld gekennzeichnet.

Tip: Eine Tafel, welche die Abhängigkeit der Oberflächenrauheit bei dem Verfahren der Bearbeitung der Oberfläche von Maschinenelementen beschreibt, finden Sie in der Tabelle "Übertragung von Maßeinheiten".

Einstellung der Berechnungen, Sprachenänderung.

Die Informationen über die Einstellung der Berechnungsparameter und der Spracheneinstellung finden Sie im Dokument "Einstellung der Berechnungen, Sprachenänderung".

Benutzerspezifische Anpassungen der Berechnung.

Die allgemeinen Informationen darüber, wie man die Berechnungshefte ändern und erweitern kann, sind im Dokument "Benutzerspezifische Anpassungen der Berechnung"