Toleranztabelle für Presspassungen: Presspassungen, ISO-Bezeichnungen und Lagerpassungen

Eine H7-Bohrung und ein P6-Schaft mit einer Nenngröße von 25 mm ergeben eine Interferenz zwischen 1 und 35 Mikrometer. Diese einzelne Zahl und nicht das auf der Zeichnung angegebene Buchstabenpaar entscheidet darüber, ob eine Zahnradnabe das Drehmoment hält oder nach dem ersten Aufwärmzyklus anfängt, sich auf der Welle zu drehen. Mithilfe einer Presspassungstoleranztabelle können Sie diesen Wert schnell und zuverlässig ermitteln.

Die Schlussfolgerung zuerst: Lesen Sie die Tabelle für den Interferenzbereich und testen Sie diesen Bereich dann anhand von Last, Material und Arbeitstemperatur. Diagramme scheitern selten von alleine. Passungen scheitern, wenn jemand eine H7/p6-Notiz aus einer alten Zeichnung kopiert und sie auf ein dünnwandiges Aluminiumgehäuse aufträgt, das bei 90 °C läuft.

Was eine Presspassungs-Toleranztabelle tatsächlich enthält

Ein Standarddiagramm, unabhängig davon, ob es ISO 286 oder dem älteren ANSI B4.2-System folgt, wird aus vier Datenelementen erstellt:

• Nenngrößenband, z. B. 18 bis 30 mm oder 30 bis 50 mm. Die Grenzwerte ändern sich an jeder Bandgrenze, daher ist das Band genauso wichtig wie der Buchstabe.
• Brief der Toleranzklasse. Großbuchstaben beschreiben Löcher wie H, K, N, P und S, während Kleinbuchstaben Wellen wie h, k, n, p und s beschreiben.
• Nummer der Toleranzklasse. Die Zahl gibt den IT-Grad an und legt die Breite der Toleranzzone fest. Bei 25 mm umfasst IT6 13 Mikrometer und IT7 21 Mikrometer.
• Abweichungen in Mikrometern, gemessen von der Nominal- oder Nulllinie. Die obere Abweichung liegt oberhalb der Linie, die untere Abweichung darunter.

Genauso wichtig ist, was in der Tabelle ausgelassen wird. Es wird eine Referenztemperatur von 20 °C, saubere Oberflächen und runde, starre Teile vorausgesetzt. Rundheitsfehler, Oberflächenrauheit, Beschichtungsdicke und Wärmeausdehnung im Betrieb liegen alle außerhalb der Tabelle, und jeder von ihnen kann eine Verbindung um mehr als die gesamte auf der Seite aufgedruckte Toleranzbreite verschieben.

Wie man Interferenzen direkt aus der Tabelle ablesen kann

Nehmen Sie eine 25-mm-Nennverbindung mit einem H7-Loch und einem P6-Schaft. Das Diagramm zeigt diese Abweichungen:

• H7-Bohrung: 0 bis 21 Mikrometer, die Bohrung misst also 25.000 bis 25.021 mm
• p6-Schaft: 22 bis 35 Mikrometer, der Schaft misst also 25,022 bis 25,035 mm

Das minimale Übermaß ist die kleinste Welle minus dem größten Loch: 25,022 minus 25,021 entspricht 0,001 mm oder 1 Mikrometer. Das maximale Übermaß ist die größte Welle minus dem kleinsten Loch: 25,035 minus 25,000 entspricht 0,035 mm oder 35 Mikrometer.

Dieser 1-Mikron-Untergrund ist der Schwachpunkt von H7/p6. Eine leicht ovale Bohrung, ein Grat an der Führungsfase oder eine Welle, die 5 °C wärmer als das Gehäuse läuft, können es vollständig löschen. H7/p6 eignet sich für mäßige Drehmomente in starren Stahlteilen, die einmal zusammengebaut sind. Wenn echte Haltekraft erforderlich ist, erhöhen Sie die Buchstabenfolge auf r6 oder s6 und nehmen Sie die damit verbundene höhere Montagekraft in Kauf.

Presspass-Toleranztabellenwerte bei 25 mm Nenngröße

Die folgende Tabelle listet die Kombinationen auf, die am häufigsten aus einer Presspassungs-Toleranztabelle im 18- bis 30-mm-Band entnommen werden. Die Interferenz wird auf die gleiche Weise wie im obigen Beispiel berechnet. Negative Werte bedeuten, dass nach der Montage ein Spiel verbleibt.

Zwei Reihen verdienen einen zweiten Blick. Erstens wird H7/k6 in Werkstätten oft als Presspassung beschrieben, das Mindestergebnis beträgt jedoch 19 Mikrometer Spiel, was es zu einer Übergangspassung macht, die bei niedrigem Drehmoment noch rutschen kann. Zweitens erzeugt P7/h6 den gleichen Interferenzbereich wie H7/p6, während die Welle auf einer festen h-Abweichung gehalten wird, was nützlich ist, wenn eine geschliffene Welle mehrere Naben trägt.

Lochbasis oder Schaftbasis: Auf welchem System das Diagramm basiert

Die meisten Diagramme sind auf Lochbasis gedruckt, was bedeutet, dass das Loch eine feste H-Abweichung einhält und der Schaftbuchstabe die Arbeit erledigt. Das kommt der Produktion entgegen, da es einfacher ist, Reib-, Bohr- und Bohrwerkzeuge auf einer festen Größe zu halten, als sie für jede Verbindung in der Zeichnung anzupassen.

Die Schaftbasis dreht die Logik um: Der Schaft bleibt bei h und der Lochbuchstabe ändert sich. Beide Systeme können identische Interferenzen liefern, sodass die Wahl normalerweise davon abhängt, welches Teil kostengünstiger auf eine kontrollierte Größe über die gesamte Baugruppe hinweg bearbeitet werden kann.

Was Sie überprüfen sollten, bevor Sie sich für eine Passform entscheiden

• Last und Drehmoment. Durch Interferenz muss das Drehmoment allein durch Reibung übertragen werden, und der erforderliche Anpressdruck steigt mit dem Drehmoment, während er mit der Länge und dem Durchmesser der Verbindung abnimmt.
• Materialpaar. Eine Stahlwelle in einer Nabe aus Aluminium oder Gusseisen verhält sich anders als Stahl auf Stahl, da das weichere Material früher nachgibt und sich bei Hitze stärker bewegt.
• Wandstärke. Dünne Naben verformen sich beim Pressen nach innen, wodurch die wirksame Pressung verringert wird und die Bohrung ovaler werden kann.
• Arbeitstemperatur. Stahl dehnt sich um etwa 11,5 Mikrodehnung pro Grad Celsius aus, Aluminium um etwa 23. Ein Anstieg um 60 °C in einer auf eine Stahlwelle gepressten Aluminiumnabe kann bei 25 mm etwa 17 Mikrometer Übermaß verbrauchen.
• Montagemethode. Eine hydraulische Presse, eine Induktionsheizung oder ein Gefrierschrumpfgerät tolerieren jeweils unterschiedliche Interferenzniveaus, und die thermische Montage lässt immer mehr Interferenzen zu als Kaltpressen.

Bei Lagerpassungen gelten dieselben Regeln mit unterschiedlichen Zahlen

Bei Lagern trifft ein Presspassungstoleranzdiagramm auf die reale Produktion zu, da ein Lagerring bereits mit seinen eigenen Toleranzen hergestellt wird. Ein Rillenkugellager mit 25 mm Bohrung der normalen Präzisionsklasse hat eine Bohrungsabweichung von 0 bis minus 10 Mikrometern, nicht 0 bis minus 21 wie bei einer allgemeinen H7-Bohrung. Daher muss die Verbindung zwischen der Wellenabweichung und der Lagerbohrungsabweichung berechnet werden.

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Ein K5-Schaft bei 25 mm misst 2 bis 11 Mikrometer. Bei einer Bohrung von 0 bis minus 10 Mikrometer erreicht die Verbindung ein Übermaß zwischen 2 und 21 Mikrometer, was eine leichte und zuverlässige Presspassung für einen rotierenden Innenring unter normaler Belastung darstellt. Auf der Gehäuseseite verhält es sich anders: Eine H7-Bohrung hinterlässt normalerweise ein kleines Spiel, und dieses Spiel ist beabsichtigt, da ein nicht fixierender Außenring die Möglichkeit haben muss, leicht zu kriechen, wenn die Welle mit der Hitze wächst.

Ringpassungen interagieren auch mit der Lagergeometrie in einer Art und Weise, wie dies bei einer glatten Nabe nie der Fall ist. Bei einer massiven Stahlwelle verringert eine Presspassung das Innenspiel um etwa 70 bis 80 Prozent des Pressmaßes, sodass bei einer 20-Mikron-Passung etwa 15 Mikrometer Spiel entfernt werden. Aus diesem Grund kann sich ein Lager, das sich frei auf der Bank dreht, beim Sitzen fest anfühlen, und aus diesem Grund ist das Thema Lagerluft und Vorspannung gehört neben die Passtabelle auf jedem Konstruktionstisch.

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Doppelreihige Winkelkontaktkonstruktionen reagieren auf die gleiche Weise, und der Effekt verstärkt sich, wenn zwei Reihen denselben Ring teilen. Ein fester Sitz, der für eine einzelne Reihe akzeptabel war, kann eine zweireihige Einheit unter Vorspannung bringen und die Betriebstemperatur erhöhen. Daher sollten die Wellen- und Gehäusetoleranzen vor der Bestellung des Lagers und nicht erst nach dem ersten Testlauf bestätigt werden.

Häufige Presssitzprobleme und ihre Ursachen

• Abrieb und Riefenbildung beim Pressen, meist aufgrund von Oberflächenrauheit, unzureichendem Schmiermittel oder einer fehlenden Führungsfase.
• Überraschende Überraschungen. Hartchrom oder Nickel fügen etwa 5 bis 20 Mikrometer pro Oberfläche hinzu, so dass eine Welle, die vor dem Plattieren innerhalb der Toleranz lag, eine Presspassung in eine Klemme verwandelt.
• Verlorene Störungen im Betrieb, verursacht durch unterschiedliche Wärmeausdehnung, Kriechen und lokales Nachgeben, wobei Aluminiumnaben die häufigsten Opfer sind.
• Messfehler. Ein bei 20 °C kalibriertes Mikrometer oder Bohrungsmessgerät misst ein bei 30 °C gemessenes Teil mit einer Größe von etwa 3 Mikrometern auf einer 25-mm-Stahlwelle, was ausreicht, um eine Randpassung umzukehren.

Spezifizieren und Prüfen der Passform in der Werkstatt

Schreiben Sie sowohl die Klasse als auch das erwartete Ergebnis auf die Zeichnung: Eine H7/p6-Note plus der berechnete Interferenzbereich von 1 bis 35 Mikrometern lässt keinen Interpretationsspielraum. Wenn die Verbindung sicherheitsrelevant ist, fügen Sie einen Hinweis hinzu, dass die Ausdrückkraft einer Musterbaugruppe überprüft werden muss.

Die Prüfung sollte bei stabiler Temperatur erfolgen, mit einem Mikrometer an der Welle und einem Luftmessgerät oder Bohrungsmessgerät am Gehäuse, wobei die Rundheit auf zwei Ebenen überprüft werden sollte. Schmieren Sie vor dem Pressen, halten Sie den Presshub langsam und gleichmäßig und behandeln Sie eine Verbindung, die bereits zweimal gepresst wurde, als eine geschwächte Verbindung und nicht als eine wiederverwendbare Verbindung.

Fragen zur Presspassungstoleranztabelle

Welche Toleranz wird für eine Presspassung verwendet?

Es gibt keinen einheitlichen Wert. Bei einer Nenngröße von 25 mm ergibt H7/p6 eine Interferenz von 1 bis 35 Mikrometer und H7/s6 eine Interferenz von 14 bis 48 Mikrometer. Lagerbohrungen unterliegen ihren eigenen Klassentoleranzen, daher werden diese Verbindungen separat berechnet.

Wie viel Eingriff ist nötig?

Ausreichend, um das Drehmoment durch Reibung zu übertragen, plus Spielraum für Temperatur- und Rundheitsverluste. Leichte Maschinen verwenden üblicherweise 5 bis 20 Mikrometer bei 25 mm, während schwere Industrieverbindungen oft über 30 Mikrometer laufen.

Warum schlägt eine Presspassung fehl, selbst wenn die Tabelle befolgt wurde?

Denn die Tabelle beschreibt ideale runde, saubere Teile bei 20 °C. Beschichtungsdicke, Ovalität, Wärmeausdehnung und wiederholte Montage sind die üblichen Gründe dafür, dass ein korrekter Diagrammwert immer noch zu einer lockeren oder festgefressenen Verbindung führt.

Betrachten Sie das Toleranzdiagramm für die Presspassung als den Beginn einer Entscheidung und nicht als die Entscheidung selbst. Wählen Sie das Größenband, lesen Sie den Interferenzbereich ab, subtrahieren Sie, welche Temperatur, Oberflächenbeschaffenheit und Wandstärke sie beeinträchtigen, und übernehmen Sie erst dann die Anpassung in die Zeichnung. Bei rotierenden Geräten müssen die Ringpassung und das Innenspiel zusammen gewählt werden, denn diese Paarung entscheidet darüber, ob eine Maschine jahrelang ruhig läuft oder zur Nacharbeit in die Werkstatt zurückkehrt.