Toleranzdesign im Maschinen- und Fahrzeugbau

Dimensionelle und geometrische Toleranzen ( F+L), CAD-Tolerierung, Tolerierungsprinzipien, Maßketten und Oberflächen

Bernd Klein

• Verlag: De Gruyter Oldenbourg
• Jahr: 2014
• ISBN:
  9783110398632
• Auflage: 3
• Thema: Technology & Engineering
• Thema: Engineering General

Die globalisierte Fertigung beruht auf einer eindeutigen Produktbeschreibung. Fertigungsunterlagen müssen überall gelesen und gleich interpretiert werden. Das Normenwerk hat hierzu das Konzept der Geometrischen Produktspezifizierung (GPS) geschaffen. Die GPS-Regeln geben vor, wie Bauteile dimensionell, geometrisch und oberflächentechnologisch zu beschreiben sind. Hierzu wurden eine Vielzahl von Normen und Kurzzeichen geschaffen, die ein Konstrukteur als spezielles Wissen beherrschen und als Beschreibungssprache erlernen muss.

Dieses Buch stellt das Tolerierungssystem im Zusammenhang dar, leistet Hilfestellung bei der Interpretation wesentlicher Normen und der Nutzung von Tolerierungsprinzipien und zeigt die Anwendung anhand von konkreten Beispiele, so dass die gewünschte Bauteilfunktionalität letztlich auch gewährleistet ist. Durch die Darlegung des DIN-ISO- und des ASME-Konzeptes auch in der CAD-Konstruktion ist das Buch inhaltlich hoch aktuell.

„Nicht weil die Dinge schwierig sind, wagen wir sie nicht,
sondern weil wir sie nicht wagen, sind sie schwierig.“

(Seneca)

Vorwort zur 1. Auflage

Die deutsche Maschinen- und Fahrzeugindustrie ist heute dem Zwang ausgesetzt, Produkte hoher Funktionalität und Qualität zu günstigen Kosten herzustellen, um sich am Weltmarkt behaupten zu können. Externe Fertigungsstätten in Billiglohnländern versprechen hier eine Entlastung, was sich jedoch manchmal als Trugschluss erweist. Die Gründe sind meist darin zu suchen, dass das notwendige Fertigungs-know-how nur lückenhaft übertragen wird. Oft sind die mitgelieferten technischen Zeichnungen unvollständig, mehrdeutig oder sinnwidrig. Die Konsequenz ist eine nicht spezifikationsgerechte Fertigung mit viel Nach- und Anpassarbeit, wodurch jede Kalkulation hinfällig wird.

Wie lässt sich dies vermeiden? – Durch eindeutige Zeichnungen. Hierzu gehören: die Vereinbarung eines gemeinsamen Tolerierungsgrundsatzes, die Angabe von Allgemeintoleranzen, eine richtige Bemaßung, die Einschränkung von Geometrieabweichungen durch Form- und Lagetoleranzen sowie deren Lehrung und eine Maßkettensimulation, um die Montage zu gewährleisten. Ziel ist also eine vollständige „Produktspezifizierung (GPS)“ durch Maße, Geometrie und Oberfläche mit modernen CAD-Techniken und eine zweckgerechte Prüfung aller funktionalen Anforderungen mit CAQ-unterstützten Messtechnologien.

Viele Entwickler, Konstrukteure und Fertigungsplaner haben mittlerweile die Bedeutung der Geometrischen Produktbeschreibung inklusive der erforderlichen Tolerierung für die Funktionalität und Prozesssicherheit erkannt und sind daher bemüht, das Normenwerk richtig anzuwenden. Für diese Zielgruppe ist auch das vorliegende Manuskript erstellt worden, welches in vielen Seminaren erprobt worden ist. Keine Theorie kann aber so vielfältig sein, wie die Praxis sie benötigt. Insofern wird immer noch die ein oder andere kleine Lücke bleiben. Damit ist der Leser gefordert, sich aktiv mit dem Thema auseinander zu setzen. Für konstruktive Hinweise zum Inhalt bin ich daher dankbar.

 

Calden bei Kassel im Oktober 2005

B. Klein

Vorwort zur 3. Auflage

Nachdem in den vergangenen beiden Jahren die wesentlichen Grundnormen zur Tolerierung (ISO 8015, ISO 1101, ISO 14405, ISO 2692 und ISO 5459) neu erschienen sind, habe ich die Gelegenheit genutzt, eine aktuelle Fassung meines Manuskriptes zu erstellen. Die nunmehr vorliegende Ausarbeitung nutzt die neue Symbolik jeweils exemplarisch an kleinen Beispielen. Meine Intention war es dabei stets, eine typische Anwendungssituation zu zeigen. Insofern sind die Beispiele oft nicht vollständig bemaßt und toleriert worden.

Weiterhin habe ich versucht, den jeweiligen Unterschied zwischen einer Lehrung und der Koordinatenmesstechnik zu verdeutlichen. Die genutzten Anzeiger sorgen hier für eindeutige Verhältnisse. Dies zeigt sich auch bei der 3D-CAD-Bemaßung als vorteilhaft.

Mit der nunmehr vorliegenden Neuauflage möchte ich der interessierten Leserschaft die heute sehr umfangreiche und komplexe Toleranznormung kompakt erschließen. Letztlich ist das Ziel, allen praktisch tätigen Konstrukteuren Sicherheit bei der Erstellung normgerechter technischer Zeichnungen zu vermitteln. Gleichwohl soll das Buch auch Lücken in der Ausbildung von Maschinen- und Automobilingenieuren schließen, da oft die Bemaßung und Tolerierung im Studium viel zu kurz kommt.

 

Calden bei Kassel im Oktober 2014

B. Klein

Inhaltsverzeichnis

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Weitere empfehlenswerte Titel
Titel
Impressum
Vorwort zur 1. Auflage
Vorwort zur 3. Auflage
1 Allgemeines

1.1 Einleitung
1.2 Übersicht über die verwendeten Normen

2 Grundlagen
3 Entstehung von Form- undLageabweichungen
4 Grundbegriffe der Zeichnungstolerierung

4.1 Maße und Toleranzen

4.1.1 Maßtoleranzen
4.1.2 Theoretisch exaktes Maß
4.1.3 Geometrietoleranzzone

4.2 Minimum-Bedingung für die Formabweichung

4.2.1 Erklärung
4.2.2 Ermittlung der Formabweichung

4.3 Stufenmaße

5 Zeichnungseintragung

5.1 Angabe von Maßen in einer Zeichnung
5.2 Beschreibung der Angaben am tolerierten Element
5.3 Festlegung der Toleranzzone

5.3.1 Zuweisung der Toleranzzone
5.3.2 Gemeinsame Toleranzzone
5.3.3 Begrenzung der Toleranzzone
5.3.4 Projizierte und flexible Toleranzzone

5.4 Zeichnungseintragung von Bezügen

5.4.1 Mehrere Bezugselemente
5.4.2 Bezug aus mehreren Bezugsflächen
5.4.3 Bezugsstellenangabe
5.4.4 Bezug über Formelementgruppen
5.4.5 Zylindrische Bezugselemente
5.4.6 Lageelemente von Bezügen

6 Bildung von Bezügen

6.1 Grundlagen
6.2 Bezugselemente

6.2.1 Kanten und Flächen
6.2.2 Achsen und Mittelebenen als Bezüge
6.2.3 Gemeinsame Bezugsachse aus zwei Elementen

6.3 Bildung von Bezugssystemen

7 Maß-, Form- und Lagetoleranzen

7.1 Bedeutung für die Praxis
7.2 Toleranzbegrenzungen
7.3 Angabe der Toleranzzonen
7.4 Formtoleranzen

7.4.1 Geradheit

7.4.1.1 Zeichnungseintrag und Toleranzzone
7.4.1.2 Regeln für die Anwendung
7.4.1.3 Prüfverfahren

7.4.2 Ebenheit

7.4.2.1 Zeichnungseintrag und Toleranzzone
7.4.2.2 Regeln für die Anwendung

7.4.3 Rundheit

7.4.3.1 Zei...

Inhaltsverzeichnis

• Weitere empfehlenswerte Titel
• Titel
• Impressum
• Vorwort zur 1. Auflage
• Vorwort zur 3. Auflage
• Inhaltsverzeichnis
• 1 Allgemeines
• 2 Grundlagen
• 3 Entstehung von Form- undLageabweichungen
• 4 Grundbegriffe der Zeichnungstolerierung
• 5 Zeichnungseintragung
• 6 Bildung von Bezügen
• 7 Maß-, Form- und Lagetoleranzen
• 8 Allgemeintoleranzen
• 9 Tolerierungsprinzipien
• 10 Tolerierungsgrundsätze
• 11 Toleranzverknüpfung durch Maßketten
• 12 Festlegung und Interpretation von Form-undLagetoleranzen
• 13 Temperaturproblematik bei Toleranzen
• 14 Anforderungen an dieOberflächenbeschaffenheit
• 15 Unterschiede zwischen DIN ISO und ASME
• 16 Referenz-Punkt-Systematik (RPS)
• 17 Geometrische Produktspezifikation/GPS
• 18 Erfahrungswerte für Form- undLagetoleranzen
• 19 Übungen zur Zeichnungseintragung
• 20 Normgerechte Anwendungsbeispiele
• 21 Fallbeispiele
• 22 Im Text verwendete Zeichen, Abkürzungenund Indizes
• Literaturverzeichnis
• Sachwortverzeichnis