Passung berechnen: Welle und Bohrung nach ISO 286

Eine Passung beschreibt, wie eine Welle und eine Bohrung zusammenpassen. Ob sich die Welle leicht dreht, stramm sitzt oder sich nur mit Presse fügen lässt, hängt von wenigen Mikrometern ab. Hier rechnen wir H7/g6 bei Ø30 komplett durch.

Die drei Passungsarten

Es gibt drei Fälle. Sie unterscheiden sich darin, ob zwischen Welle und Bohrung Spiel oder Übermaß entsteht.

• Spielpassung. Die Bohrung ist immer größer als die Welle. Es bleibt Spiel, das Teil lässt sich fügen und bewegen. Beispiel: eine Gleitlager-Welle.
• Übergangspassung. Je nach Istmaß entsteht ein kleines Spiel oder ein kleines Übermaß. Gut für Teile, die genau zentriert sitzen, aber noch zerstörungsfrei lösbar sein sollen.
• Presspassung. Die Welle ist immer größer als die Bohrung. Es entsteht Übermaß, das Teil hält durch Reibschluss. Beispiel: ein aufgepresster Zahnkranz.

Wie ISO 286 ein Toleranzfeld beschreibt

Ein Toleranzfeld besteht aus zwei Teilen. Der Buchstabe legt die Lage fest, die Zahl die Größe.

• Grundabweichung (Buchstabe). Sie sagt, wo das Toleranzfeld relativ zur Nulllinie liegt. Großbuchstaben gelten für Bohrungen (H, G, F …), Kleinbuchstaben für Wellen (h, g, f …). „H" startet auf der Nulllinie und liegt darüber, „h" endet auf der Nulllinie und liegt darunter.
• Grundtoleranzgrad (Zahl, IT). Er legt die Breite des Feldes fest. IT7 ist enger als IT8, aber weiter als IT6. Die absolute Breite in Mikrometern hängt zusätzlich vom Nennmaß ab.

„H7" ist also eine Bohrung, deren Feld auf der Nulllinie startet und die Breite IT7 hat. „g6" ist eine Welle, deren Feld knapp unter der Nulllinie liegt, mit der Breite IT6.

Beispiel: H7/g6 bei Ø30

H7/g6 ist die klassische Spielpassung für drehende oder gleitende Teile. Wir nehmen einen Nenndurchmesser von 30 mm, der im Normbereich „über 18 bis 30 mm" liegt.

Das Spiel ist die Differenz Bohrung minus Welle. Zwei Grenzfälle:

• Kleinstes Spiel = kleinste Bohrung minus größte Welle = 30,000 - 29,993 = 0,007 mm.
• Größtes Spiel = größte Bohrung minus kleinste Welle = 30,021 - 29,980 = 0,041 mm.

Worst Case oder Statistik

Die Rechnung oben ist der Worst Case. Sie nimmt an, dass beide Teile gleichzeitig am ungünstigsten Ende ihrer Toleranz liegen. Das ist sicher, aber pessimistisch.

Wer eine Serie fertigt, rechnet zusätzlich statistisch. Bei der quadratischen Addition (RSS) liegt die wahrscheinliche Spielspanne enger als der Worst Case, weil sich die Einzelabweichungen meist teilweise ausgleichen. Für Einzelteile und sicherheitskritische Maße bleibt der Worst Case die richtige Wahl.

Häufige Fehler

• Vorzeichen vertauscht. Bei der Welle sind beide Abmaße negativ. Wer -0,020 als +0,020 einträgt, macht aus einer Spiel- eine Presspassung.
• Falscher Nennmaßbereich. Die Abmaße gelten je Bereich. Ø30 liegt im Bereich „18 bis 30", Ø31 schon im nächsten.
• Oberflächen vergessen. Eine Eloxal- oder Chromschicht verändert das Istmaß. 15 µm je Seite sind 30 µm am Durchmesser, genug, um aus Spiel ein Übermaß zu machen.