ISO Toleranzsystem. KONSTRUKTIONSLEHRE Prof. Dr.-Ing. M. Reichle. BERUFSAKADEMIE STUTTGART Studiengang Mechatronik 1. Semester.

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Daniela Schulze
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1 Problemstellung: Blatt 1 Maschinenbaubetriebe produzieren nicht sämtliche Teile der Maschinen, die sie herstellen. Beispiel: Eine Automobilfabrik bezieht die Wälzlager für ihre Autos von speziellen Wälzlagerherstellern. Warum? Lösung: a) eingekaufte Wälzlager kommen billiger als selbst produzierte. b) ein Spezialist für Wälzlager garantiert Präzision und Qualität. Bei der Montage eines Wälzlagers eines Elektromotors wird der äußere Laufring in die Bohrung des Lagerdeckels und der innere Laufring auf die Motorwelle gepresst. Wie kann der problemlose und rasche Einbau des Wälzlagers (Kosten!) sichergestellt werden? Lösung: Äußerer und innerer Laufring, Lagerdeckelbohrung und Motorwelle erhalten Passmaße. Die Passmaße sind so gewählt, dass der Durchmesser des äußeren Laufrings immer etwas größer ist als der Durchmesser der Lagerdeckelbohrung, der Durchmesser des inneren Laufrings immer etwas kleiner ist als der Durchmesser der Motorwelle (entspricht Presssitz bzw. Übermaßpassung). I) Passmaße 1. Was versteht man unter Passmaßen? Passmaße stellen sicher, dass die fertigen Werkstücke beim Zusammenfügen mit anderen Teilen passen, d. h. das vorgegebene Maß haben. Passmaße geben an, mit welchem Grad der Genauigkeit das einzelne Werkstück hergestellt werden muss. Da ein absolut genaues Maß (z. B. 25,000) nicht herstellbar ist, geben Passmaße an, innerhalb welcher (Maß-)Grenzen das fertige Werkstück liegen muss.

b) ein Spezialist für Wälzlager garantiert Präzision und Qualität.

2 Dabei bezeichnet man Blatt 2 Lösung: a) das Hauptmaß (z. B. Ø 25) als Nennmaß b) Die bildliche Darstellung der Bezugslinie für das Nennmaß Null-Linie (z. B. 25,000) als c) Das größte Maß, das das fertige Werkstück haben darf, als Höchstmaß d) Das kleinste Maß, das das fertige Werkstück haben darf, Mindestmaß als e) Höchstmaß und Mindestmaß zusammen als Grenzmaße f) Die erlaubten Abweichungen vom Nennmaß als Grenzabmaße Die Differenz zwischen der Null-Linie (z. B. 25,000) und Oberes Abmaß dem Höchstmaß als Die Differenz zwischen der Null-Linie (z. B. 25,000) und Unteres Abmaß dem Mindestmaß als g) Den Maßbereich zwischen Höchstmaß und Mindestmaß als Toleranz (-feld) h) Das tatsächliche Maß des fertigen Werkstücks als Istmaß Ein Werkstück ist richtig hergestellt, wenn das tatsächliche Maß des fertigen Werkstücks (=Istmaß) zwischen dem Höchstmaß und dem Mindestmaß liegt. 2. Im Folgenden ist am Beispiel des Durchmessers einer Welle bzw. einer Bohrung zeichnerisch dargestellt, was man unter einem Passmaß versteht. Wie bezeichnet man die bezifferten Teilmaße eines Passmaßes. Lösung: 1 Mindestmaß, 2 Höchstmaß, 3 Maßtoleranz 3. In technischen Zeichnungen werden die Teilmaße eines Passmaßes nicht eingezeichnet, sondern das Passmaß wird geschrieben. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: oder

3 II) Beispiele für ISO-Passmaße Blatt 3 Geben Sie bei den folgenden Passmaßen mithilfe des Tabellenbuches an: a) die jeweiligen Grenzabmaße (in Mikrometer), b) das jeweilige Höchst- und Mindestmaß, c) das jeweilige Toleranzfeld

die jeweiligen Grenzabmaße (in Mikrometer), b) das

4 III) Leseregeln für ISO-Passmaße (siehe Beispiele zu II) ) Blatt 4 1) Betrachten Sie die Beispiele 1 und 6. Welche Regel zu großen und kleinen Buchstaben können Sie daraus entnehmen? 1. Regel: große Buchstaben Bohrung kleine Buchstaben Wellen 2) Betrachten Sie die Beispiele 1, 2, 3 und 6, 7. Welche Regel zu Toleranzklasse und Toleranzfeld können Sie daraus entnehmen? 2. Regel: je größer die Toleranzklasse, umso größer das Toleranzfeld 3) Betrachten Sie die Beispiele 3, 4 und 2, 5. Welche Regel zu Nennmaß und Toleranzfeld können Sie daraus entnehmen? 3. Regel: je größer das Nennmaß, umso größer das Toleranzfeld 4) Vergleichen Sie alle H- und h- Passmaße mit den übrigen Passmaßen. Was stellen Sie fest? 4. Regel: Die Toleranzfelder H und h grenzen an die Nulllinie. (Nulllinie bei h entspricht Höchstmaß, Nulllinie bei H entspricht Mindestmaß) 5) Betrachten Sie die Beispiele 3, 8, und 11. Welche Regel zu Buchstaben und Toleranzfeld können Sie daraus entnehmen? 5. Regel: Die Buchstaben geben die Lage der Toleranzfelder zur Nulllinie an. 6) Betrachten Sie die Beispiele 1, 9, 10 und 3, 11, 12. Welche Regel zu Buchstaben und Toleranzfeld können Sie daraus entnehmen? (Betrachten Sie dazu auch VIII Passsysteme) 6. Regel: Die Toleranzfelder liegen umso weiter von der Nulllinie entfernt, je weiter die Buchstaben von H bzw. von h entfernt sind (die Toleranzfelder A, a und Z, z sind am weitesten von der Nulllinie entfernt!)

Welche Regel zu Nennmaß und Toleranzfeld können Sie daraus entnehmen? 3.

5 IV) ISO-Grundtoleranzen Blatt 5 Die Systematik, die hinter Regel 2 und Regel 3 (vgl. Aufgabe III) steckt, macht ein Ausschnitt aus der Tabelle der ISO-Grundtoleranzen deutlich. In dieser sind die Toleranzwerte für unterschiedliche Nennmaße und Toleranzklassen international festgelegt. 1) Auf welchen Gesamtnennmaßbereich beziehen sich die ISO-Grundtoleranzen? Gesamter Nennmaßbereich: mm 2) Wie viele Toleranzklassen gibt es? Toleranzklassen: 20 3) Vergleichen Sie die Entwicklung der Toleranzfelder - bei zunehmendem Nennmaß - bei zunehmender Toleranzklassenzahl. Welche beiden Grundregeln können Sie den Zahlreihen entnehmen? a) Je größer die Toleranzklassenzahl, umso größer das Toleranzfeld b) Je größer das Nennmaß, umso größer das Toleranzfeld

Gesamter Nennmaßbereich: 1 3150 mm 2) Wie viele Toleranzklassen gibt es?

6 V) Passungsarten Blatt 6 1) Was versteht man unter einer Passung? Unter einer Passung versteht man, wie zwei Werkstücke, z. B. Welle und Bohrung, beim Zusammenbau zusammenpassen (lose entspricht Spiel, fest entspricht Übermaß ) 2) Bei Passungen unterscheidet man ja nachdem die Passmaße für Bohrung und Welle gewählt werden drei grundsätzliche Möglichkeiten. Stellen Sie bei den 3 Skizzen fest, ob sich durch die Lage der Toleranzfelder Spiel oder Übermaß ergibt? Es ist (stets) Spiel Spielpassung (Bezeichnung) vorhanden. Es ist (stets) Übermaß Übermaßpassung (Bezeichnung) vorhanden. Es ist Spiel oder Übermaß Übergangspassung (Bezeichnung) vorhanden.

Welle und Bohrung, beim Zusammenbau zusammenpassen (lose entspricht Spiel, fest entspricht Übermaß ) 2) Bei Passungen unterscheidet man ja nachdem die Passmaße für

7 VI) Berechnungen an Passungen Blatt 7 Schreibweise in einer technischer Zeichnung: a) Geben Sie bei den folgenden Passungen mithilfe des Tabellenbuches die Höchst- und Mindestmaße von Bohrung und Welle an. b) Stellen Sie fest, um welche Passungsart es sich jeweils handelt. c) Berechnen Sie bei den jeweiligen Passungen Höchstspiel und Mindestspiel bzw. Höchstübermaß und Mindestübermaß.

und Welle an. b) Stellen Sie fest, um welche Passungsart es sich jeweils handelt.

8 Blatt 8

9 Blatt 9 VII) Erkenntnisse (Verallgemeinerung der Beispiele von VI) Betrachten und vergleichen Sie die Passungsbeispiele von VI). Ergänzen Sie danach die folgenden Sätze: 1. Erkenntnis: Bei einer Passung hat immer entweder die Bohrung oder die Welle den Buchstaben H bzw. h Eine Spielpassung ergibt sich, wenn zu H die Buchstaben a - h, zu h die Buchstaben A - H kommen. Eine Übermaßpassung ergibt sich, wenn 2. Erkenntnis: zu H die Buchstaben p - z, zu h die Buchstaben P - Z kommen. Eine Übergangspassung ergibt sich, wenn zu H die Buchstaben j - n, zu h die Buchstaben J - N kommen.

h Eine Spielpassung ergibt sich, wenn zu H die Buchstaben a - h, zu h die Buchstaben A - H kommen. Eine Übermaßpassung ergibt sich, wenn 2.

10 VIII) Passsysteme Blatt 10 1) Wie unterscheiden sich die Passsysteme Einheitswelle und Einheitsbohrung? Einheitsbohrung (EB) Einheitswelle (EW) Passungen, bei denen die Bohrung den Bochstaben H hat gehören zum Passungen, bei denen die Welle den Bochstaben h hat gehören zum System: Einheitsbohrung System: Einheitswelle 2) In welchen technischen Bereichen wird das System Einheitsbohrung angewendet? im allgemeinen Maschinenbau, im Fahrzeugbau In welchen technischen Bereichen wird das System Einheitswelle angewendet? in der Feinwerktechnik, bei landwirtschaftlichen Maschinen 3) Welche Vorteile hat das System Einheitsbohrung? Ersparnis an teuren Werkzeugen (Reibahlen, Lehrdornen) Welche Vorteile hat das System Einheitswelle? Bolzen und Wellen können mit h- Toleranzen geliefert werden. IX) Passungsauswahl Welchen Vorteil hat die Passungsauswahl nach Vorzugsreihen (siehe Tabellenbuch)? Wenn man sich an die Vorzugsreihen hält, benötigt man weniger Werkzeuge (Reibahlen, Grenzlehren)

System: Einheitswelle 2) In welchen technischen Bereichen wird das System Einheitsbohrung angewendet?

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