ISO-286-Toleranzfelder und Passungen verstehen

Eine Passung wie H7/g6 ist kein einzelnes Maß, sondern die Kombination aus zwei Toleranzfeldern. Die Bohrung bekommt ein Feld, die Welle bekommt ein Feld, und erst beide zusammen zeigen, ob Spiel, Übergang oder Übermaß entsteht.

Der Passungsrechner rechnet diese Grenzmaße für H-Bohrungen und die Wellenfelder h, g, f und k. Die Tabelle zu IT-Grundtoleranzen und Grundabmaßen dokumentiert den belegten Draft-Umfang.

Vier Begriffe, die getrennt bleiben müssen

Die IT-Grundtoleranz ist die Breite des Toleranzfelds. Ein IT7-Feld ist breiter als ein IT6-Feld, aber IT7 sagt noch nicht, ob das Feld oberhalb, unterhalb oder am Nennmaß liegt.

Das Grundabmaß legt diese Lage fest. Bei der H-Bohrung ist das untere Abmaß EI = 0; die Bohrung beginnt also beim Nennmaß und geht nach oben. Bei der h-Welle ist das obere Abmaß es = 0; die Welle endet beim Nennmaß und geht nach unten. Felder wie g, f oder k verschieben die Welle anders.

Das Toleranzfeld verbindet beides: Buchstabe plus IT-Grad. H7 ist ein Toleranzfeld, g6 ebenfalls. Der Buchstabe liefert die Lage, die Zahl die Breite.

Die Passungsart entsteht erst, wenn Bohrungsfeld und Wellenfeld zusammen betrachtet werden. H7/g6 ist beim belegten Ø40-Beispiel eine Spielpassung. H7/k6 bei Ø25 ist eine Übergangspassung, weil je nach Istmaß Spiel oder Übermaß entsteht.

Was H7/g6 konkret bedeutet

Bei Ø40 H7/g6 liegt das Nennmaß bei 40 mm. Die Bohrung H7 hat die Grenzen:

40,000 mm bis 40,025 mm

Die Welle g6 liegt darunter:

39,975 mm bis 39,991 mm

Das kleinste Spiel entsteht mit kleinster Bohrung und größter Welle:

40,000 - 39,991 = 0,009 mm

Das größte Spiel entsteht mit größter Bohrung und kleinster Welle:

40,025 - 39,975 = 0,050 mm

Damit ist die Passungsart eindeutig: Die Welle ist rechnerisch immer kleiner als die Bohrung, also Spielpassung.

Warum die IT-Werte nicht frei berechnet werden

ISO 286 beschreibt eine Toleranzeinheit i. Daraus lassen sich IT-Grade als Vielfache bilden, zum Beispiel IT6 = 10i und IT7 = 16i. Diese Herleitung ist hilfreich, aber für MetallTools nicht die produktive Datenquelle.

Der Grund ist nicht theoretisch. Der Quellenabgleich zeigt konkrete Abweichungen unterhalb 18 mm. In der Stufe >6-10 ergibt die Formel für IT7 14 um, der belegte Tabellenwert ist 15 um. In der Stufe bis 3 mm ergibt sie für IT7 9 um, der Tabellenwert ist 10 um; das sind 15,3 % Unterschied.

Für eine grobe Überschlagsrechnung wäre ein Mikrometer vielleicht unscheinbar. Bei Passstiften, kleinen Lagersitzen oder Führungsbuchsen ist es genau die Größenordnung, die zwischen Fügen und Klemmen liegt. Deshalb gehören die IT-Grundtoleranzen im Rechner in ein versioniertes Datenmodul. Die Formel bleibt als Testorakel und Erklärung erhalten, nicht als alleinige Rechenquelle.

Grundabmaße werden im Rechner gerechnet

Bei den Grundabmaßen ist die Lage anders. Die Formeln für die MVP-Felder h, g, f und k wurden gegen 20 publizierte Tabellenzellen geprüft und trafen 20 von 20. Darum ist es sinnvoller, diese Grundabmaße zu rechnen, statt Tabellenwerte nachzuzeichnen.

Für die Welle gilt im Rechner:

h: es = 0
g: es = -2,5 x Dg^0,34
f: es = -5,5 x Dg^0,41
k: ei = +0,6 x cbrt(Dg) fuer IT4 bis IT7, sonst ei = 0

Dg ist das geometrische Mittel der ISO-286-Durchmesserstufe. Bei Ø40 gehört das Nennmaß zur Stufe >30-50; das geometrische Mittel ist sqrt(30 x 50) = 38,7298.

Die k-Regel ist eine typische Falle. Für IT4 bis IT7 liegt das untere Abmaß ei leicht positiv. Für gröbere Grade setzt die Spezifikation ei = 0 und gibt einen Hinweis aus. Ein Text, der k pauschal als positive Lage beschreibt, wäre deshalb zu grob.

Passungsart aus Grenzmaßen ableiten

Die Klassifizierung braucht keine eigene Passungstabelle. Sie folgt aus den Grenzmaßen:

Welle immer kleiner als Bohrung -> Spielpassung
Welle immer groesser als Bohrung -> Presspassung
Vorzeichen wechselt             -> Uebergangspassung

Der Rechner nutzt dafür Mindest- und Höchstmaße. Die Passungsart selbst ist eine Aussage in Worten, keine Zahl — sie erscheint deshalb nicht als Ergebnisfeld, sondern als Hinweis unter dem Ergebnis. Am Rechenweg ändert das nichts.

Einordnung

Der Rechner deckt Nennmaße von 1 bis 180 mm, Bohrungsfeld H, Wellenfelder h/g/f/k und IT5 bis IT11 ab. Das passt zum MVP, ersetzt aber keine vollständige ISO-286-Auslegung. Andere Felder, feinere Grade, größere Nennmaße (ISO 286 selbst geht bis 500 mm, aber nur der Bereich bis 180 mm ist hier gegen publizierte Normwerte geprüft) oder sicherheitskritische Fügungen brauchen die Zeichnung, die gültige Norm und eine Fertigungsfreigabe.

Die Normtexte wurden nicht im Volltext eingesehen oder nachgedruckt; die Korrigenda von 2013 gehören zum gültigen Stand, der zuletzt 2021 bestätigt wurde.