Toleranzen – geometrische Produktspezifikationen schaffen Qualität

Zusammenfassung

In diesem Kapitel geht es darum, dass kein Bauteil, kein Produkt exakt nach den Vorgaben der Konstruktion gefertigt werden kann. Die Fertigung braucht als Grundlage für eine wirtschaftliche Produktion Toleranzen, also zulässige Grenzen innerhalb derer ein Produkt gefertigt werden darf, diese werden auch als geometrische Produktspezifikationen (GPS) bezeichnet. Konstrukteure stehen in der Verantwortung, wenn die Geometrie innerhalb vorgegebener Grenzflächen also den Spezifikationen liegt, dass das Produkt seine Funktion sicher erfüllt. Daher ist es sehr wichtig, dass der Konstrukteur die Toleranzen mit Bedacht definiert. Zu „enge“ Toleranzen werden in der Fertigung sehr teuer bzw. sind unmöglich einzuhalten, andererseits funktioniert bei sehr hohen Abweichungen mehrerer Größen das Bauteil nicht. Die Wahl der Toleranzen kann maßgeblich über den wirtschaftlichen Erfolg eines Produktes entscheiden. Der professionelle Umgang mit Toleranzen bildet die Basis für den Erfolg eines Produkts.

Appendices

Antworten zu den Verständnisfragen

Aufgabe 24.1

Nennmaß $=50{,}00\,\text{mm}$

U-Profil: Kleinstmaß $=50{,}1\,\text{mm}$ Größtstmaß $=50{,}2\,\text{mm}$ unteres Abmaß $\mathrm{EI}=0{,}1\,\text{mm}$ oberes Abmaß $\mathrm{ES}=0{,}2\,\text{mm}$ Maßtoleranz $T_{\text{U-Profil}}=0{,}1\,\text{mm}$

Klotz: Kleinstmaß $=49{,}8\,\text{mm}$ Größtstmaß $=49{,}9\,\text{mm}$ unteres Abmaß $\mathrm{ei}=0{,}2\,\text{mm}$ oberes Abmaß $\mathrm{es}=0{,}1\,\text{mm}$ Maßtoleranz $T_{\text{Klotz}}=0{,}1\,\text{mm}$

Paarung: Höchstspiel $=0{,}4\,\text{mm}$, Mindestspiel $=0{,}2\,\text{mm}$

Aufgabe 24.2

Meine Antwort: Am Schreibtisch in meinem Arbeitszimmer. Hier ist das Bezugssystem die eigene Wohnung. Man merkt sofort, dass die Lage immer nur relativ zu einem Bezugspunkt angegeben werden kann!

Aufgabe 24.3

Da der Fertigungsleiter weiß, dass ein Lochstempel mit der Zeit verschleißt, wird er den Lochstempeldurchmesser mit dem Größtmaß der Lochung, also mit $12{,}1\,\text{mm}$ auswählen. Dann stellt sich zum Beginn der Fertigung ein Größtmaßdurchmesser ein und wird im Laufe der Zeit kleiner. Es wird sich eine Rechteckverteilung ergeben. Wobei sich das Bauteilmaß über die Zeit immer weiter in Richtung des zulässigen Kleinstmaßes bewegen wird.

Aufgaben

Im Folgenden finden Sie Aufgaben zu dem im Kapitel besprochenen Thema. Wenn es sich um Rechenaufgaben handelt, ist der Schwierigkeitsgrad angegeben (• leicht, •• mittel, ••• schwer), und eine Ergebniszeile zeigt das zu erwartende Ergebnis.

Die Lösungen zu allen Aufgaben finden Sie auf der Internetseite des Buches.

.1

•  Nennen Sie mögliche Abweichungen, die an einer Bohrung, in die ein Bolzen gefügt werden soll, auftreten können.

.2

••  Beschreiben Sie die goldene Regel der Messtechnik.

.3

•  Welche Einflussfaktoren müssen für die Festlegung von Toleranzen berücksichtigt werden?

.4

•••  Was ist H7/n6 für eine Passungsart? Welches Höchstspiel bzw. Höchstübermaß und welches Mindestspiel bzw. Mindestübermaß ergeben sich aus der Toleranzpaarung?

.5

••  Welche Toleranz ist in der Abbildung dargestellt, und welche Gestalt hat die Toleranzzone?

Beispiel für die Anwendung von Form- und Lagetoleranz-Symbolen

.6

•••  In der Abbildung ist eine Welle hervorgehoben. Es ist eine Zeichnung der Welle zu erstellen. Jedes Maß kann willkürlich, den dargestellten Dimensionen entsprechend festgelegt werden. Insbesondere sollen, der Funktion entsprechend, Form- und Lagetoleranzen vergeben werden.

Beispiel für die Anwendung von Form- und Lagetoleranzen

.7

•  Was versteht man unter geometrischen Produktspezifikationen?

.8

••  Was ist der Unterschied zwischen einer arithmetischen und einer statistischen Toleranzanalyse?