Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

HDT - Berlin: Neue ISO-Toleranznormung zur eindeutigen Bauteilbeschreibung

28.12.2015

Seminar am 16. März 2016 HDT - Berlin mit und Text von Prof. Dr. em. Bernd Klein, Kassel

Unbemerkt von vielen Unternehmen ist in den letzten Jahren die Geometrische Produktspezifizierung (GPS) zur Definition von Werkstückgeometrien und Werkstückeigenschaften umgesetzt worden. Dies hat gerade in letzter Zeit zu erheblichen Normenanpassungen und formalen Neuerungen geführt, die nunmehr verbindlich geworden sind für die Erstellung rechtskonformer Fertigungsunterlagen.


Abb. 1: Bemaßtes und toleriertes Werkstück gemäß GPS

Festgeschrieben wurde auch der Grundsatz der bestimmenden Zeichnung und das Endgültigkeitsprinzip. Es gilt somit vertraglich stets nur die Normauslegung und nicht mögliche Interpretationen aus der Industriepraxis. Dies bedingt, dass sich die Verantwortlichen in den Unternehmen aktiv mit der aktuellen Normenlage auseinandersetzen müssen.

Stand der Technik

Eine Produktentwicklung besteht aus kreativen und formalen Phasen, die bekanntlich etwa 70 % der Herstellkosten von vornherein festlegen. Insbesondere bedarf eine wirtschaftliche Fertigung formal richtiger Zeichnungen. Hierzu gehört eine eindeutige Darstellung, die Vergabe von Längenmaßen und Toleranzen sowie die Festlegung von Oberflächengüten. Zeichnungen beinhalten somit das spezielle Produkt-know-how eines Unternehmens.

Ausgelöst durch die Möglichkeiten des CAD, der CNC-Fertigung und der digitalen Messtechnik wurde das übergeordnete System der Geometrischen Produkt-spezifizierung (s. DINV ENV13005 bzw. ISO 17450) geschaffen, welches höchst-mögliche Exaktheit in der Geometriebeschreibung verlangt. Gleichzeitig verdeutlicht das GPS-System auch die Stufen der Produktrealisierung und die somit erforderlichen Umsetzungsstufen.

Um im Stadium der Realisierung eine Entscheidung über die Qualitätsgerechtheit eines Werkstückes treffen zu können, bedarf es zunächst der Vereinbarung eines Tolerierungsgrundsatzes. Nach dem zu Beginn des Jahres 2012 der nationale deutsche Grundsatz des Hüllprinzips (alte DIN 7167) für ungültig erklärt wurde, gilt national und international das Unabhängigkeitsprinzip (s. ISO 8015:2011).

Dies besagt, dass jede an einem Werkstück angetragene Toleranz unabhängig ist und somit getrennt nachgewiesen werden muss, falls nicht eine besondere Beziehung über eine Materialbedingung (ISO 2692:2014) gewünscht wird. Hiervon betroffen sind Maßtoleranzen und deren zusammen wirken mit Form- und Lagetoleranzen (s. ISO 1101:2014).

Gleichzeitig wurde der Komplex der Maßtoleranzen mit der ISO 14405 neu geregelt. Grundsätzlich muss heute bei der Werkstücktolerierung in Größenmaße (ISO 14405-1:2010) und Nicht-Größenmaße (ISO 14405-2:2012) unterschieden werden. Dies war notwendig, da bisher in der Normung nicht geregelt war, wie und wo ein Zweipunkt-Maß für einen messtechnischen Nachweis abzugreifen ist. Die meisten Maßangaben können nämlich nicht eindeutig nachgewiesen werden und sind insofern tatsächlich interpretierbar.

Nur Größenmaße (Durchmesserangaben, Weiten und Breiten, oder Kegel- bzw. Keilwinkel) dürfen noch mit Plus-Minus-Toleranzen versehen werden und sind mittels einer Zweipunktmessung (gegenüberliegende Punkte) nachzuweisen. Hierunter fallen jetzt auch Maße die mit einer ISO-Codeangabe (z.B. H7) ausgewiesen sind. Falls eine Passfunktion zu erfüllen ist, muss zusätzlich zum ISO-Code eine Hüllemittels der Zusatzangabe Envelope ( ) extra vereinbart werden, diese ist dann mit einer Lehrung verbunden.

Hiervon abzugrenzen sind Nicht-Größenmaße (lineare oder winklige Mittenabstände, Stufenmaße, Radien und Maße zur Festlegung von unregelmäßigen Profilformen), welche durch geometrische Toleranzen einzugrenzen sind.

Der Komplex der geometrischen Toleranzen (ISO 1101:2014) für die 2D- und 3D-Tolerierung ist in 15 Toleranzarten unterteilt, welche die Abweichungen von Geometrieelementen (d.h. von ihrer Form, Richtung, Ort und Lauf) beschreiben. Form- und Lagetoleranzen fallen in die Gruppe der Zufallsabweichungen, sie sind insofern nicht verhinderbar, sondern treten bei jedem Fertigungsverfahren mehr oder weniger ausgeprägt auf.

Der messtechnische Nachweis hat nach der sogenannten Minimumbedingung zu erfolgen. Diese definiert, dass die kleinste erfasste Soll-Ist-Abweichung als Vergleichsnormal heranzuziehen ist. Wenn diese Abweichung größer als die vorgegebene Toleranz ist, ist das Werkstück zu verwerfen.

Für die Entscheidung ob ein Werkstück letztlich zeichnungsgerecht hergestellt wurde, ist der Zusammenhang zwischen der dimensionellen und geometrischen Toleranz entscheidend. Das zuvor erwähnte Unabhängigkeitsprinzip lässt insofern zu, dass ein Werkstück sein Maximum-Material-Maß einnehmen kann und gleich-zeitig noch seine Form- und Lagetoleranz voll ausschöpfen darf.

Die massliche Situation stellt sich insofern anders da, als beim bekannten Hüllprinzip, welches bisher in Deutschland gebräuchlich war. Falls aus funktionellen Gründen dennoch eine Hülle benötigt wird, lässt sich diese über die neue ISO 14405-1vereinbaren. Eine Hülle kann hiernach aber nur bei zylindrischen Geometrieelementen bei zwei gegenüberliegenden parallelen Flächen gebildet werden, die gewöhnlich für eine Passfunktion erfüllen sollen.

Um auch hier Einfluss auf die Kosten nehmen zu können, kann sinnvoll noch die Maximum-Material-Bedingung ( ) genutzt werden. Diese lässt ein Überschreit einer Form- und Lagetoleranz zu, um den Betrag der nicht ausgenutzten Maßtoleranz.

Dieser kurze Einblick in das neue System der Maß- und Geometrietolerierung, soll letztlich dazu motivieren, dass sich die Verantwortlichen in den Unternehmen mit dieser Thematik auseinandersetzen, da Toleranzen einen weiten Einfluss haben auf die Funktionalität, Kosten und Qualität. In einer Untersuchung wurde festgestellt, dass sich mittels einer toleranzgerechten Werkstückbeschreibung die reinen Fertigungskosten um etwa 7 bis 10 % reduzieren lassen. Dieses Potenzial sollte nicht ungenutzt bleiben.

Einzelheiten und Anwendung werden in der HDT- Veranstaltung mit Professor Dr. em. Bernd Klein „Neue ISO – Toleranznormen zur eindeutigen Bauteilbeschreibung“ in einem Ein-Tages-Kompaktseminar am 16. März 2016 im Haus der Technik - Berlin - Alexanderplatz näher erläutert und diskutiert.

Details und Anmeldung finden Interessierte unter  http://www.hdt-essen.de/W-H110-03-159-6

Dipl.-Ing.-Päd. Heike Cramer - Jekosch | Haus der Technik e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Seminare Workshops:

nachricht Seminar zu Einblicken in die unterschiedlichen Ebenen des 3D-Druckens und wirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten - 2017
26.04.2017 | Haus der Technik e.V.

nachricht Praxisworkshop Mikrooptische Beleuchtungsanwendungen, 12.09.17 in Göttingen
24.04.2017 | PhotonicNet GmbH Kompetenznetz Optische Technologien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Seminare Workshops >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie