Passungsrechner

Passungen definieren die Spielart zwischen zwei sich berührenden Bauteilen - Welle und Bohrung. Toleranzen geben die zulässigen Abweichungen vom Nennmaß an. Es gibt drei Hauptarten: Spielpassung (Spiel zwischen den Teilen), Übergangspassung (kann Spiel oder Übermaß haben), Übermaßpassung (fester Sitz). Diese Passungen sind nach DIN EN ISO 286 standardisiert und essentiell für die Funktionsfähigkeit mechanischer Verbindungen.

Die Passungsbezeichnung besteht aus zwei Teilen: Der erste (H7) beschreibt die Bohrung, der zweite (g6) die Welle. Der Großbuchstabe (H) oder Kleinbuchstabe (g) gibt die Lage der Toleranz an, die Zahl (7, 6) die Toleranzklasse. H ist Grundtoleranz für Bohrungen, Kleinbuchstaben für Wellen. Je kleiner die Zahl, desto enger die Toleranz. H7/g6 bedeutet: Grundbohrung H mit Toleranzklasse 7, Welle g mit Toleranzklasse 6 - eine typische Spielpassung.

Spielpassungen (z.B. H7/f7, H8/e8): Für bewegliche Verbindungen, Gleitlager, drehende Teile. Übergangspassungen (z.B. H7/k6, H7/n6): Für genaue Zentrierung ohne Bewegung, lösbare Verbindungen. Übermaßpassungen (z.B. H7/p6, H7/s6): Für feste, nicht lösbare Verbindungen, Pressverbände. Die Wahl hängt ab von: Funktion der Verbindung, geforderte Genauigkeit, Montageverfahren, Betriebsbedingungen, Materialien.

IT (International Tolerance) definiert die Toleranzqualität: IT01-IT4: Sehr feine Toleranzen für Messgeräte, Lehren. IT5-IT7: Feine Toleranzen für Passungen, präzise Bauteile. IT8-IT11: Mittlere Toleranzen für normale Maschinenteile. IT12-IT18: Grobe Toleranzen für Gussteile, Schmiedeteile. Je niedriger die IT-Zahl, desto enger die Toleranz und höher die Fertigungskosten. Die Wahl richtet sich nach der geforderten Funktionsgenauigkeit und wirtschaftlichen Aspekten.

Das Passungsresultat ergibt sich aus der Differenz der Grenzabmaße: Spiel = oberes Abmaß Bohrung - unteres Abmaß Welle (bei Spielpassung). Übermaß = unteres Abmaß Welle - oberes Abmaß Bohrung (bei Übermaßpassung). Bei Übergangspassungen kann sowohl Spiel als auch Übermaß auftreten. Die Rechnung berücksichtigt Fertigungstoleranzen beider Bauteile. Beispiel H7/g6: max. Spiel = +0,025mm - (-0,016mm) = 0,041mm, min. Spiel = 0mm - (-0,005mm) = 0,005mm.

Die Oberflächenrauheit beeinflusst die Passungsfunktion erheblich: Spielpassungen IT7-IT8: Ra 0,8-1,6 μm ausreichend. Übergangspassungen IT6-IT7: Ra 0,4-0,8 μm empfohlen. Übermaßpassungen IT6: Ra 0,2-0,4 μm notwendig. Feinere Toleranzen erfordern glattere Oberflächen, da Rauheitsspitzen die effektive Passung beeinflussen. Bei sehr feinen Passungen kann die Oberflächenrauheit einen erheblichen Anteil der Toleranz ausmachen. Zusätzlich sind Form- und Lagetoleranzen (Rundheit, Geradheit) zu beachten.

Temperaturdehnung verändert Maße und damit Passungen erheblich. Stahl dehnt sich um ca. 11 μm pro Meter pro °C, Aluminium um ca. 23 μm/m/°C. Beispiel: Ein 50mm Stahlzapfen wird bei +50°C Temperaturerhöhung um 27 μm größer - das kann aus einer Spielpassung eine Übermaßpassung machen. Wichtig: Beide Bauteile bei gleicher Temperatur messen und montieren. Bei Betrieb unter extremen Temperaturen muss die Passung für diesen Zustand ausgelegt werden. Wärmeeinpressen nutzt Temperaturdehnung gezielt: Bohrung erwärmen (Ausdehnung) oder Welle kühlen (Schrumpfung) für einfachere Montage.

Spielpassungen: Einfaches Einschieben von Hand oder leichtes Eintippen mit Gummihammer. Übergangspassungen: Einpressen mit Handpresse oder leichtes Einschlagen, meist noch demontierbar mit Abzieher. Übermaßpassungen: Hydraulische Presse erforderlich (Einpresskraft berechnen!), Wärmeeinpressen (Bohrung auf 100-150°C erwärmen) oder Kältemontage (Welle mit Trockeneis oder Stickstoff kühlen). Wichtig: Niemals schlagen ohne Schutz! Abziehvorrichtungen für Demontage vorsehen. Bei großem Übermaß kann Einpressen die Teile beschädigen - dann nur thermische Montage. Einpresskraft und Fügekraft dokumentieren als Qualitätsmerkmal.

Die Berechnungen basieren auf aktuellen mathematischen Formeln und Standards. Die Genauigkeit hängt von der Qualität der eingegebenen Daten ab. Für rechtlich bindende Berechnungen sollten Sie einen Fachexperten konsultieren.

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