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Bei der "praktischen" Anwendung der in den einschlägigen internationalen (ISO-GPS) Normen zur Verfügung gestellten Werkzeuge treten in der Regel eine Vielzahl an Fragen auf. Diese beginnen beim Verständnis des Normeninhaltes und gehen über die "richtige" Interpretation von Zeichnungs­eintragungen bis zur Lösung konstruktiver Aufgabenstellungen. Weitere Fragen ergeben sich bei der Abbildung der neuen geometrischen Werkzeuge in CAD-Programmen, der wirtschaftlichen messtech­nischen Umsetzung sowie der flächendeckenden betrieblichen Einführung dieses komplexen Normensys­tems.

Unsere langjährige Erfahrung zeigt jedoch auch, dass die damit verbundenen Fragestellungen trotz der großen Diversität hinsichtlich konstruktiven Anforderungen, Bauteilgrößen oder eingesetzten Werkstoffen häufig nahezu identisch sind.

Wir möchten Ihnen mit diesem Diskussionsforum eine Plattform zur Verfügung stellen, Ihre Fragen und „Tolerierungsprobleme“ zu diskutieren. Möglicherweise finden Sie auch in den bereits bearbeiteten Forenbeiträgen die Antwort auf eine Ihrer Fragestellungen.

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Bezugsbildung mit CF

Hallo allerseits

Ich habe eine der Zeichnungen aus der Informationsbroschüre "Beispielzeichnungen" vom Steinbeis-Beratungszentrum (siehe pdf im Anhang) angeschaut und bin dabei an der Bildung des Bezugs B hängengeblieben. Ich habe das Gefühl dass ich den [CF]-Modifikator falsch verstanden habe.

Meine Interpretation
Drei ideale Zylinder, ø16 und zueinander um 120° versetzt, werden an den Mantel (markiert mit dem Bezugseintrag B) von aussen bis zum berühren herangeschoben (bewegliche Bezugsstelle). Durch den Aufruf mit [CF]werden als Situationselemente die idealen Berührungs"punkte" (in dem Fall 3 Geraden) für den Bezug genommen. Es entsteht ein Bezug mit der prismatischen Invarianzklasse (nur die Translation entlang der Geraden ist nicht eingeschränkt). Der Bezug besteht aus wahlweise einer der 3 Geraden und einer Ebene (die wahlweise eine der beiden anderen Geraden enthält).

Was mich irritiert
Der Bezug B wird auf den Durchmesser gesetzt, würde also das abgeleitete Element (Achse) als "Geometrieelement" aufrufen. Aber ein abgeleitetes Element zu berühren...? Entsteht dadurch ein anderer Bezug (mit einer anderen Invarianzklasse)?

Meine Frage: was interpretiere ich falsch?

Vielen Dank für jede Anregung.

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FHDiel
Mitglied seit 02. 03. 2017
11 Beiträge

Hallo,
vielen Dank für Ihren Beitrag. Standardmäßig ist das assoziierte Geometrieelement aus dem ein Bezug abgeleitet wird von denselben geometrischen Typ wie die Nominalgeometrie des Bezugselements (z. B. Ebene, Zylinder, Kegel, usw.). Unterscheiden sich jedoch diese beide Geometrietypen (wie es im Beispiel der Fall ist), dann muss das assoziierte Geometrieelement zeichnerisch dargestellt werden (drei Zylinder vom Durchmesser 16 mm im Beispiel) und zusätzlich muss, der eindeutigen Identifikation wegen, der CF-Modifikator (CF = contacting feature) im Toleranzindikator mit angegeben werden.

Mit dem CF-Modifikator werden also nicht die Freiheitsgrade der Situationselemente der Toleranzzonen verwaltet, sondern lediglich auf den unterschiedlichen geometrischen Typ der Nominalgeometrie des Bezugselements und des zur Bezugsbildung verwendeten assoziierten Geometrieelements hingewiesen. Das Bezugssystem A | B[CF]gehört zur rotationssymmetrischen Invarianzklasse.

Beste Grüße

V. Läpple

volkerlaepple
Mitglied seit 28. 05. 2014
87 Beiträge

Hallo Herr Läpple

Vielen Dank für Ihre Ausführungen. Zwei Folgefragen habe ich dazu.

1. Ist es gleichbedeutend wenn ich die Berührungsstellen der drei Zylinder ø16 durch drei linienförmige Bezugsstellen ersetze?
2. Wenn dem so ist, welche Darstellung ist zu bevorzugen? (Bezugsstellen oder die berührenden Zylinder/Elemente)

Mit der neuen Erkenntnis stürze ich mich jetzt auf die Beispiele im Annex E der 5459er Norm. Vielleicht verstehe ich sie jetzt. Bei eventuellen (bzw. vorprogrammierten) Unklarheiten wäre ich so frei und würde hier wieder fragen.

Freundliche Grüsse

F. Diel

FHDiel
Mitglied seit 02. 03. 2017
11 Beiträge

Hallo Herr Diel,
bei den Berührstellen handelt es sich um linienförmige Bezugsstellen. Falls die nominale Geometrie des Bezugselements und die Geometrie des assoziierten Geometrieelements nicht vom selben Typ sind, dann soll die Spezifikation von Bezugsstellen im originären Sinne eine Art Werkstückaufnahme beschreiben (siehe z. B. auch ASME Y14.43-2011: Dimensioning and Tolerancing Principles for Gages and Fixtures). Im Sinne eines besseren Verständnisses, sollten daher das berührende Geometieelement (z. B. Zylinder oder Prisma) einschließlich der Berührstellen mit eingezeichnet werden.

Beste Grüße

V. Läpple

volkerlaepple
Mitglied seit 28. 05. 2014
87 Beiträge

Hallo Herr Läpple

Trotz Ihrer Erklärung schaffe ich es nicht den Modifikator [CF]vollkommen zu verstehen.
Ich lerne parallel mit der DIN EN ISO 5459:2013-05 und der ISO/DIS 5459:2016. Auch wenn die zweite Norm noch nicht "scharf" ist steht in ihr der eine oder andere Satz mehr der mir weiterhilft und mir schlüssig zur gültigen Norm scheint. Bei den Seitenzahlen[/b] beziehe ich mich auf die [b]DIN EN ISO 2013-05 Norm, wenn nicht anders genannt.

Was ich verstanden habe ist, dass kein ideales GE an das mit dem Bezug markierten GE gelegt wird, sondern das ein ideales GE an das mit dem Bezug markierte GE "herangeschoben" wird (umgangssprachlich formuliert). Einzutragen ist das ideale GE und die entstehenden Bezugsstellen.
Ihre Erklärung und die Definition von [CF]in der Norm beschreiben das so. Aber die Beispieldarstellungen in der Norm kann ich damit einfach nicht in Einklang bringen.

Bild 23c (Seite 32):[/b] mich irritiert der Eintrag des Bezugs A. Ich habe bis auf ein paar Darstellungen in ISO 5459 nirgends diesen Eintrag (Bezug nicht auf den Durchmesser gesetzt) gefunden (auch in keiner anderen Norm). Die Bedeutung davon ist mir nicht klar. Dass der Bezug aus zwei Ebenen besteht ist so definiert (Seite 33, 4. Absatz). Das verstehe ich jedoch als prismatische Invarianzklasse (Situationselemente Ebene+Gerade) und nicht als die Achse des Zylinders (zylindrische Invarianzklasse). Diesen 4. Absatz habe ich im Normenentwurf (bis jetzt) nicht gefunden.

[b]Bild 23d:[/b] die Beschreibung passt zur Definition. Im Entwurf Figure 21d (Seite 23) wird zusätzlich explizit als Datum eine Gerade und eine Fläche genannt, was wiederum eine prismatische Invarianzklasse ist, nicht eine zylindrische die die Bohrung vorgeben würde.

[b]Beispiel E.3 (Seite 83): hier wird es sehr explizit dargestellt. Es wird die Gerade des Prismas genommen. Ich hätte erwartet dass (A-B)[CF]aus einer der Achsen (von A oder B) sowie einer Ebene, die beide Achsen enthält, besteht.

Vielen Dank für ihren Hinweis, aber mit den ASME-Normen möchte ich mich erst beschäftigen wenn ich bei den ISO-Normen ausreichende Kenntnisse besitze. Zumindest glaube ich dass das Sinn macht.

Meine Schwierigkeiten mit den anderen Darstellungen beruhen im Kern auf den oben beschriebenen Fragen/Problemen. Bitte entschuldigen Sie die Ausführlichkeit. Ich würde es einfach sehr gerne verstehen. Deshalb, wo liegt mein Fehler?

Freundliche Grüsse

Felix Diel

FHDiel
Mitglied seit 02. 03. 2017
11 Beiträge

Hallo Herr Diel,
die Bilder in der Norm (ISO 5459:2011 und ISO/DIS 5459:2016) zur Bezugsstellenbildung und der Anwendung des [CF]-Modifikators sind in der Tat nicht optimal bzw. sollten in der Norm auch besser erklärt werden.

Zur Entscheidung, ob ein CF-Modifikator gesetzt wird oder nicht, sollten auch noch die Situationselemente des Bezugs (nicht nur die nominale Gestalt von Bezugselement und assoziiertem Geometrieelement) in Betracht gezogen werden. Bei Verwendung eines CF-Modifikators werden nicht die Situationselemente der assoziierten Fläche, sondern diejenigen des angrenzenden Elements verwendet. Die Bilder im Anhang E sind jedoch nicht unbedingt geeignet diesen Sachverhalt plausibel zu erklären. Besser sind hier die Bilder 21a bis d in ISO/DIS 5459:2016.

Zur Frage mit der Eintragung des Bezugs "A":
Bei nominal zylindrischen Bauteilen (allgemein bei Größenmaßelementen) kann das Bezugssymbol in Verlängerung einer Maßlinie oder auf die Umrisslinie gesetzt werden. Die zweite Variante kann als "komplexer Bezug" bezeichnet werden.
Steht das Bezugssymbol in Verlängerung einer Maßlinie dann ist das assoziierte Geometrieelement ein Zylinder mit veränderlichem Durchmesser und bei der Anpassung ist als Nebenbedingung des Materials "außerhalb" standardmäßig festgelegt.

Ist das Bezugssymbol auf die Umrisslinie gesetzt, dann handelt es sich um einen komplexen Bezug. Jetzt wird ein Zylinder mit festen Durchmesser (TED-Maß in Zeichnung oder CAD-Datensatz definiert) angepasst. Allerdings ist in diesem Fall die Nebenbedingung des Material aufgehoben, da sonst geometrische Widersprüche entstehen können. Bei komplexen Bezügen ist diese Regelung aus geometrischen Gründen "Default". Alternativ kann das Bezugssymbol auch in Verlängerung einer Maßlinie platziert werden und im Toleranzindikator wird dann der Modifikator [SV]spezifiziert (SF: die Dimension des intrinsischen Merkmals - hier der Zylinderdurchmesser - ist fest, d. h. theoretisch exakt). Diese Möglichkeiten gibt es allerdings erst mit der Neufassung von ISO 5459 (siehe ISO/DIS 5459:2016).

Beste Grüße

V. Läpple

volkerlaepple
Mitglied seit 28. 05. 2014
87 Beiträge

Hallo Herr Läpple

Ihre Erklärungen helfen mir wirklich sehr! Ich hoffe nur dass ich das auch richtig verstehe. Auf eine komplexe Invarianzklasse durch den Eintrag von "A" auf den Mantel der Bohrung bin ich nicht gekommen.
Ich habe es jetzt so verstanden, dass die mögliche Invarianzklasse vom Bezugselement vorgegeben wird. Assoziiert wird aber ein angrenzendes Element, worauf mit dem Eintrag [CF]hingewiesen wird.

Ich lehne mich aus dem Fenster
1. Die Ausrichtung der Situationselemente wird durch die Kontaktstellen, und somit durch die assoziierten Elemente, bestimmt. Es entstehen nur die Situationselemente, die durch das Bezugselement möglich sind [u]und[/u] durch die Bezugsstellen entstehen können.
2. Der komplexe Charakter der Bezugselemente von "A" in Bild 21 c+d würde noch einen Punkt (schränke die Translation senkrecht zur Zeichenebene ein) vorsehen. Diese Translation kann aber durch die Art der Berührung (2 Geraden) nicht eingeschränkt werden.
3. Hierin liegt eine "Gefahr" des berührenden Elements. Eventuell werden weniger Freiheitsgrade eingeschränkt als gewünscht. Man könnte es so formulieren: "Bei der Entscheidung "CF oder nicht" muss beachtet werden wie der enstehende Bezug (mit seinen Situationselementen und den entsprechend eingeschränkten Freiheitsgraden) aussieht."
4. Bei beiden Bildern/Beispielen entsteht zwar, neben einer Ebene, eine Gerade als Situationselement, welche aber für die Tolerierung der Fläche nicht von Bedeutung ist (die Ebenen schränken die benötigten Freiheitsgrade ein).

Treffen meine Annahmen zu?

Freundliche Grüsse

Felix Diel

FHDiel
Mitglied seit 02. 03. 2017
11 Beiträge