Die neuen GPS- und TPD-Standards der ISO zur normgerechten Zeichnungserstellung

Intensiv- und Praxisseminar (Online)

Alle wesentlichen Änderungen der neuen GPS- und TPD-Normen der ISO und ihre weitreichenden Auswirkungen kennen, konstruktiv richtig umsetzen sowie auf die modellbasierte Produktbeschreibung (Model-Based Definition) vorbereitet sein.

Unser Seminarkonzept - Ihr Nutzen

Unser Online-Seminar zu den neuen GPS- und TPD-Normen der ISO haben wir in 7 Module (Themenbereiche) mit einer Dauer von jeweils 3,5 h (und 0,5 h Pause je Modul) bei zwei Modulen pro Woche aufgeteilt. Damit haben Sie Möglichkeit, die in den jeweiligen Modulen besprochenen Themen nochmals in Ruhe zu reflektieren. Um die Effizienz zu steigern, erhalten Sie von uns für die Zeit zwischen den einzelnen Online-Veranstaltungen zusätzlich auf die einzelnen Module abgestimmte Übungsbeispiele. Um Ihnen den Einstieg in das jeweils nachfolgende Modul zu erleichtern, findet zu Beginn immer eine Wiederholung der vorangegangenen Themen statt, wir werden die Übungsbeispiele besprechen und dabei offene Fragen im Teilnehmerkreis gemeinsam diskutieren.

Um Ihnen die Möglichkeit zu geben, auch während des Online-Seminars, Fragen zu stellen und mit Ihrem Referenten oder der Gruppe in Kontakt zu treten, haben wir die maximale Teilnehmerzahl für alle unsere Online-Seminare auf 15 Personen beschränkt. Sollten Sie an einem Modul einmal nicht teilnehmen können, dann können Sie das verpasste Modul beim nächsten möglichen Termin nachholen, selbstverständlich kostenfrei.

Mit der Anmeldung zum Online-Seminar erhalten Sie zusätzlich eine ausführliche Seminardokumentation auf dem neuesten Stand u. a. der GPS- und TPD-Normen der ISO mit vielen Praxis- und Anwendungsbeispielen sowie wertvollen Tipps für die Anwendung der Regelwerke. Die Seminardokumentation ist didaktsich so aufgebaut, um sie auch als Nachschlagewerk für die Zeit nach dem Seminar verwenden zu können.

Zum Thema

Die Technische Zeich­nung (Technische Produktdokumentation) war über mehr als ein Jahrhundert hinweg ein zentrales, standardisiertes Kommunikationsmittel zwischen Produktentwicklung, Produk­tion und Qualitätssicherung. In Kunden-Lieferanten-Beziehungen diente sie jedoch nicht nur der Kom­munikation, sondern ist bis heute ein rechtsverbindliches Vertragsdokument - weltweit.

Der digitale Datenaustausch (CAD-CAM-CAQ) erfordert zunehmend eindeutige Spezifikationen mit vollständigen, die funktionellen Anforderungen beschreibenden Operatoren. Die "klassische", meist noch papiergestützte Technische Zeichnung, mit ihrem traditionell mehrdeutigen, in der Regel nicht funktionsorientiertem Toleranzmanagement und viel Freiraum für Interpretationen, erfüllt diese Forderungen nicht und wird daher, mit Blick auf die modellbasierte Produktbeschreibung (Model-Based Definition, MBD) als Baustein der „Industrie 4.0“-Philosopie, zunehmend bedeutungslos.

Im Vergleich zu zeichnungsorientierten, "papiergestützen" Workflows, wird durch die Integration von Produkt- und Prozessinformationen in den digitalen Datensatz nicht nur der Zeitbedarf für die Konstruktionsdokumentation, die Produktion und die Qualitätssicherungsprozesse reduziert, vielmehr wird auch die Gefahr u. a. von Redundanzen, Inkonsistenzen, Mehrdeutigkeiten und Fehlinterpretationen weitgehend vermieden und somit die Fehlergefahr bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität vermindert. Der digitale CAD-Datensatz wird zunehmend aufgewertet und zur "Single Source of Truth". 

Voraussetzung für eine künftige modellbasierte Produktbeschreibung im Hinblick ein funktionsorientiertes Toleranzmanagement, sind leistungsfähige Normensysteme, die es unter anderem erlauben, die zulässigen Abweichungen zwischen realer und nominaler (idealer) Bauteilgestalt mathematisch eindeutig zu beschreiben. Um diesen Anforderungen an Eindeutigkeit, Vollständigkeit und Funktionskonformität Rechnung zu tragen, wurde bereits Mitte der 1990er-Jahre von der ISO mit der Entwicklung eines Regelwerks im Sinne eines Operatorkonzepts begonnen, mit dessen Hilfe eine vollständige Beschreibung der geometrischen Beschaffenheit des realen Produkts möglich ist – das GPS-Normensystem der ISO (GPS = Geometrische Produktspezifikation und Veri­fika­tion). Es ist zwischenzeitlich eines der größten Normenprojekte in der Geschichte der ISO.

Doch nicht nur die Regeln zur dimensionellen und geometrischen Tolerierung sowie zur Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit (Profil und Fläche) wurden deutlich erweitert und teilweise auch substantiell geändert, auch Standards, welche schwerpunktmäßig 2D- und 3D-Visualisierungsregeln festlegen, unterliegen einem stetigen Wandel. Als Beispiel für diese TPD-Normen der ISO (TPD = Technische Produktdokumentation) sind ISO 129-1 oder die neue ISO 128er-Reihe zu nennen.

Selbst geometriefremde Standards, die weder den GPS- noch dem TPD-Normensystem der ISO angehören, wie zum Bei­spiel ISO 15757 „Wärmebehandlungsangaben“ oder „ISO 2553 „Schweißen und verwandte Prozesse“, unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Anpassung an den aktuellen Stand der Tech­nik.

In vielen Unternehmen sind all diese weitreichenden Veränderungen, die sich bereits seit mehr als einem Jahrzehnt vollziehen, teilweise noch völlig unbekannt und werden demensprechend nicht oder mitunter fehlerhaft angewandt. Daher entsprechen auch viele Technische Produktdokumentationen noch heute bestenfalls dem normativen Stand der 1980er-Jahre. Auf Basis dieser unvollständigen, mehrdeutigen, nicht funktionsorientierten und mit Blick auf eine funktions-, fertigungs- und prüfgerechte Tolerierung nachweislich falschen Spezifikationen können zwar bei Eigenfertigung oder bei angestammten Zulieferbetrieben mit entsprechendem Abstimmungsaufwand durchaus den Anforderungen genügende Produkte hergestellt werden. Ein Lieferantenwechsel, eine Umstellung der Fertigungsprozesse oder letztlich nur neue Mitarbeiter offenbaren die tiefgreifenden Mängel, die sich durch einen hohen und kostenintensiven Abstimmungsaufwand, unnötige Iterationsschleifen und Werkzeuganpassung bei Formteilen oder fehlerhaften Produkten, die meist nicht reklamiert werden können, offenbaren.

Da Technische Produktdokumentationen bei Kunden-Lieferanten-Beziehungen bekanntlich immer auch rechtsverbindliche Vertragsdokumente darstellen, können derartige Spezifikationen, die einen großen Spielraum für kunden- bzw. lieferantenseitige Interpretationen zulassen, letztlich zu komplexen Produkthaftungsfragen führen, die meist zu Ungunsten des Zeichnungserstellers entschieden werden.

Seminarziel

Dieses vollständig neu konzipierte Online-Seminar hat zum Ziel, Ihnen in der gegebenen Zeit, zunächst  einen fundierten Überblick über die wichtigsten und aktuellen GPS- und TPD-Normen der  ISO und weiterer relevanter Standards zu geben. Signifikante Normänderungen der vergangenen Jahre sowie  fundamentale Regel und Regeländerungen werden ebenfalls besprochen und an konkreten von Praxis- und Anwendungsbeispielen aufgezeigt.

Die Themenauswahl sowie die vermittelten Inhalte versetzen Sie in Lage, Ihre Produktdokumentationen im Hinblick auf den aktuellen Stand der Normung , insbesondere einer funktions-, ferti­gungs- und prüfgerechten Tole­rierung von Maß, Form, Richtung, Ort, Lauf, Oberflächenbeschaffenheit und Übergangen zwischen Geometrieelemente/Kanten kritisch zu bewerten. Wir werden Sie im Seminar auch auf die Konsequenzen der Spezifikation von lückenhaften und mehrdeutigen Standards (z. B. ISO 2768-1, -2, ISO 20457 / DIN 16742, DIN 6930-2, ISO 13715, u. v. m.) hinweisen und alternative, eindeutige Standards und Lösungsmöglickeiten aufzeigen.

Nach dem Besuch des Seminar sollte es Ihnen möglich sein, abschätzen, ob und in welchem Umfang weiterer Handlungsbedarf bestehen sollte wie z. B. weitere vertiefende Schulungs­maßnahmen, Praxisworkshops, individuelle Beratungen oder der Aufbau eines betriebsinternen Ex­pertenteams. Sie können zielgerichtete Maßnahmen einleiten bzw. entsprechende Projekte planen.

Die Themenauswahl dieses Online-Seminars basiert auf unserer mehr als 20jährigen Erfahrung in der Beratung und Schulung von Unternehmen und den damit verbunden unzähligen Zeichnungsprüfungen sowie aus unseren Erkenntnissen in Zusammenhang mit einer Vielzahl an Gutachten bzw. Expertisen.

Sie lernen in diesem Seminar:

  • die wichtigsten Normänderungen der vergangenen Jahre und signifikante Inhalte der neuen GPS- und TPD-Normen der ISO kennen,
  • die Konsequenzen einer nicht normkonformen und mehrdeutigen Spezifikation auf die Fertigungs- und Prüfkos­ten kennen und mögliche Produkthaftungsrisiken ab­zu­schätzen,
  • fehlerhafte, mehrdeutige, missverständli­che oder unbrauchbare Spezifikationen sicher zu erkennen und ggf. zu be­seiti­gen,
  • die wichtigsten fundamentalen Prinzipien und Default-Re­geln (Vereinbarungen ohne be­sondere Zeich­nungs­angaben) des GPS-Normensystems der ISO und deren Auswirkung auf die Erstellung und die korrekte Interpretation von Produktspezifi­ka­tionen kennen,  
  • die Bedeutung der wichtigsten Spezifikations-Modifikatoren und deren korrekte, funktionsbezogene Anwendung,
  • funktionelle Anforderungen durch richtige Auswahl und Festle­gung von dimensionellen und geometrischen Merkmale zu beschreiben,
  • die richtige Anwendung von Tolerierungswerkzeugen zur Verminderung von Fertigungs- und Prüf­kos­ten bei gleichzeitiger Erhöhung von Funk­tionali­tät und Wer­tigkeit der Produkte. Da die Technische Produktspezifikation dar­über hinaus ein rechts­verbindliches Vertragsdokument darstellt, leis­tet das Seminar einen ent­schei­denden Beitrag zur Prä­ven­tion möglicher Rechtstreitigkeiten mit Ihren Kun­den o­der Ihren Zulie­ferbe­trieben,
  • die Anwendungsgrenzen (Mehrdeutigkeit) von All­ge­mein­toleran­znormen (z. B. ISO 2768-1 und -2 oder ISO 20457) kennen und eindeutige Alternativen (z. B. ISO 21204:2020 oder ISO/DIS 22081:2019) richtig anzuwenden,
  • sinnvolle Zeichnungsvereinfachungen auf Basis der aktuellen GPS- und TPD-Normen der ISO,
  • wichtige, geometriefremde Normen der ISO kennen, wie z. B. ISO 2553:2019 (Schweißen und verwandte Prozesse) oder ISO 15787:2016 (Wärmebehandlungsangaben),
  • die weitere Entwicklung der ISO-Normen der GPS- und TPD-Reihe in den kommenden Jahren.

Alle Seminarteilnehmer erhalten einen exklusiven Zugang zum Kundenbereich unserer Homepage mit vielen nützlichen und aktuellen Informationen, Tipps und Praxisbeispielen.

Seminarinhalte

Modul 1:  Einführung, modellbasierte Produktbeschreibung, GPS- und TPD-Normensystem der ISO

Einführung und modellbasierte Produktbeschreibung (Model-Based Definition)

  • Die Technische Produktdokumentation: Ein rechtsverbindliches Vertragsdokument
  • Recht, Produkthaftung und Normung: Konsequenzen einer fehlerhaften, mehrdeutigen oder nicht norm­kon­formen Produktdokumentation – Wer haftet im Schadenfall?
  • Modellbasierte Produktbeschreibung (Model-Based Definition) als Baustein der "Industrie 4.0"-Philosophie - Sind "Technische Zeich­nungen" heute noch zeitgemäß?

Überblick: Das GPS- und das TPD-Normensystem der ISO

  • Technische Produktdokumentation der ISO (ISO TPD) - Überblick der wichtigsten Normen der ISO-TPD-Reihe
  • Geometrische Produktspezifikation der ISO (ISO GPS) – Das GPS-Matrixmodell (ISO 14638:2015)

Neue sowie wichtige Normen der ISO-TPD-Reihe zur 2D-Visualisierung

  • Schriftfelder, Stücklisten (ISO 7200:2004), Maßstäbe (ISO 5455)
  • Grundregeln der Darstellung (neue ISO 128-1:2020) und Begriffe (ISO 128-100:2020)
  • Linienarten, -breiten, -gruppen (ISO 128-2:2020)
  • Projektionsmethoden (ISO 5456-2)
  • Schnittdarstellungen: Grundregeln, Voll-, Halb-, Teil-, Profilschnitt, Regeln zur Schnitt­darstellung, Schraffurarten (ISO 128-3:2020)
  • Spezifikation von Maßen und Toleranzen in Technischen Produktdokumentationen (ISO 129-1:2018 und Ver­gleich mit zurückgezogener DIN 406-10, -11, -12)
  • Zeichnungsvereinfachungen und Sammelangaben (ISO/TS 128-71:2010, ISO 30-10:2006)

1.4  Digitale Produktdokumentation und 3D-Visualisierung

  • Zeichnungslose Produktdokumentation (VDA 4953-2:2015)
  • Verfahrensregeln für die digitale Produktdefinition (ISO 16792:2015 und ISO/DIS 16792:2020)

1.5  Neue TPD-Normen für Maschinenteile

  • Freistiche (neue ISO 18388:2020)
  • Passfedern und Nuten (neue DIN 6885-1:2020, -2:2020, -3:2020)
  • Senkungen (neue DIN 74:2020)

1.6  Zeichnungsangaben für Formteile

  • Zeichnungsangaben für Formteile (z. B. Formschrägen, Einfallstellen, Teilungsebenen) gemäß ISO 10135:2007
  • Anwendungsbeispiele und Anwendungsgrenzen von ISO 10135:2007
Modul 2:  Grundlegende Konzepte, Prinzipien und Regeln des GPS-Normensystems der ISO
  • Die wichtigsten Regeln aus ISO 8015:2011:
    - Grundsatz des Aufrufens
    - Grundsatz des Geometrieelements
    - Grundsatz der Unabhängigkeit
    - Grundsatz der Dualität
    - Grundsatz der Referenzbedingungen
    - Grundsatz des starren Werkstücks
    - Grundsatz der Verantwortlichkeit
  • Häufige Interpretationsfehler und typische Fehler der Anwendung von ISO 8015:2011
  • Auswirkung von ISO 8015:2011 auf bestehende und neue Produktdokumentationen
Modul 3:  Dimensionelle Tolerierung (Maßtolerierung)
  • Typische Fehler der dimensionellen Tolerierung (Maßtolerierung) in Technischen Produktdokumentationen (Fallbeispiele) und ihre weit­rei­chen­den Auswir­kungen auf die Funktion
  • Grundlegende Begriffe der dimensionellen Tolerierung (u. a. Maßbegriff, lineare Größenmaßelemente, Winkelgrößenmaßelemente)
  • Zweipunktgrößenmaß als Default-GPS-Spezifikationsoperator für lineare Grö­ßenmaße (ISO 14405-1:2016 und ISO 17450-3:2016)
  • Lineare Größenmaße (ISO 14405-1:2016)
  • Die Hüllbedingung als zeichnungsspezifischer, spezieller Default-GPS-Spezifikationsoperator der ISO für lineare Grö­ßenmaße ("Hüllprinzip"): Konsequenzen auf Funktion, Fertigungs- und Prüfkosten
  • Funktionen beschreiben durch korrekte Auswahl und Festlegung von Spezifikations-Modifikatoren für line­are Größenmaße (z. B. Hüllbedingung)
  • Winkelgrößenmaße (ISO 14405-2:2018)
  • Mehrdeutigkeit von Nicht-Größenmaßen (ISO 14405-2:2016) und eindeutige geometrische Spezifikation
  • Grenzen der Maßtolerierung und Unterschied zur geometrischen Tolerierung (ISO 14405-2:2018)
  • Konsequenzen aus der Anwendung mehrdeutiger Allgemeintoleranznormen (u. a. ISO 2768-1 und ISO 20457:2018) und eindeutige Alternativen, wie zum Beispiel ISO/DIS 22081:2019
  • ISO Maßtoleranzsystem (ISO 286-1:2010): Richtige Interpretation ISO-codierter linearer Größenmaße (z. B. 30 H7)
Modul 4:  Grundlagen der geometrische Tolerierung, Formspezifikationen, Bezüge und Bezugssysteme

4.1  Grundlagen der geometrischen Tolerierung

  • Typische Fehler der «Form- und Lagetolerierung» (Fallbeispiele) und ihre Auswir­kung auf die Funk­tion
  • Normgerechte Zeichnungseintragung (Symbolik) und richtige Interpretation, Toleranzzonen

4.2  Formspezifikationen

  • Geradheits- und Ebenheitsspezifikation
  • Rundheits- und Zylindrizitätsspezifikation
  • Linien- und Flächenprofilspezifikation ohne Bezüge (ISO 1660:2017)
  • Referenzelemente: Default-Festlegungen (ISO 12180-1, -2; ISO 12181-1, -2 ISO 12780-1, -2; ISO 12781-1, -2, jeweils 2011)
  • Erkennen fehlerhafter Prüfprotokolle

4.3  Bezüge und Bezugssysteme

  • Funktions-, fertigungs- und prüfgerechte Bezugsbildung(ISO 5459:2011 und Lücken von ISO 5459:2011)
  • Norm- und funktionskonforme Spezifikation von Bezügen und richtige Interpretation der Symbolik
  • Bezugsbildung: Regeln für die Bildung von Einzelbezügen, ge­meinsa­men Bezügen und Bezugssystemen
  • Logik und Systematik der Richtungs- und Ortstolerierung verstehen
Modul 5:  Richtungs-, Ort- und Laufspezifikationen, Elementgruppenspezifikationen, Allgemeintoleranzen

Richtungsspezifikationen

  • ​​​​​​Anwendungsregeln, Beispiele und Anwendungsgrenzen (ISO 1101:2017)
  • Parallelitätsspezifikation
  • Rechtwinkligkeitsspezifikation
  • Neigungsspezifikation
  • Richtungsgebundene Linien- und Flächenprofilspezifikation (ISO 1660:2017)

Ortsspezifikationen

  • Fundamentale Regeln, Beispiele und Unterschiede zu Form- und Richtungsspezifikationen
  • Positionsspezifikation
  • Koaxialitäts- und Konzentrizitätsspezifikation
  • Symmetriespezifikation (ISO 1101:2017)
  • Ortsgebundene Linien- und Flächenprofilspezifikation (ISO 1660:2017)

Laufspezifikationen

  • Regeln, Anwendungsbeispiele und Anwendungsgrenzen
  • Rundlaufspezifikation (radial, axial, in beliebiger Richtung, in spezifizierter Richtung) 
  • Gesamtrundlaufspezifikation (radial und axial)
  • Unterschied zwischen radialem Rundlauf, Rundheit und Koaxialität, Praxisbeispiele

Mehrdeutige Allgemeintoleranznormen und eindeutige allgemeine geometrische Spezifikation

  • Mehrdeutigkeit und Lücken von ISO 2768-1, -2 sowie ISO 20457:2018
  • Allgemeine dimensionelle und geometrische Spezifikation (ISO/DIS 22081:2019)
Modul 6: Oberflächenbeschaffenheit Profil (Kenngrößen, Spezifikation, Messtechnik, neue Normen)
  • Grundlagen der Oberflächenmesstechnik: Tastschnittverfahren, berührungslose Messsysteme
  • Gaußfilter nach ISO 16610-21:2011 und Grenzwellenlänge (“Cut-Off”)
  • Einfluss der Grenzwellenlänge auf das Prüfergebnis und richtige Auswahl
  • Prüfbedingungen, die u. a. von der Konstruktion festzulegen sind: Messort, Messrichtung und Messstrecke
  • Eigenschaften von Tastschnittgeräten (ISO 3274:1996)
  • Wahl der Grenzwellenlänge λc nach ISO 4288:1996 ("Default"-Werte) und deren Einfluss auf das Messergebnis
  • Rauheitskenngrößen (R-Kenngrößen) nach ISO 4287:1997, wie z. B. RaRzRtRqRsk
  • Welligkeitskenngrößen (W-Kenngrößen), wie z. B. Wellentiefe Wt
  • Kenngrößen des Primärprofils (P-Kenngrößen), wie z. B. Pt
  • Materialanteilkurve des Profils, Nulllinienverschiebung und wichtige Kenngrößen, wie z. B Rmr(c) und Rdc
  • Normgerechte Spezifikation nach ISO 1302:2002 und richtige Interpretation der Symbolik
  • Annahmekriterien: 16 %-Regel, Höchstwert-Regel („max-Regel“)
  • Oberflächenunvollkommenheiten (ISO 8785:1998)
  • Neue der Standards zur Oberflächenbeschaffenheit Profil (ISO/DIS 21920-1:2020, -2:2020 und -3:2020)
  • Oberflächenbeschaffenheit Fläche (ISO 25178 ff.): Kurze Einführung und Anwendungsmöglichkeiten
Modul 7: Kanten und Übergänge zwischen Geometrieelementen und geometriefremde Normen

Kanten und definierte Übergänge zwischen Geometrieelementen (ISO 13715:2017, ISO 21204:2020)

  • Kanten mit unbestimmter Gestalt (ISO 13715:2017): Normgerechte Spezifikation, Mehrdeutigkeit und grundsätzliche Probleme der Verifikation
  • Spezifikation von definierten Übergängen zwischen Geometrieelementen (ISO 21204:2020): Symbolik, we­sentliche Inhalte und Anwendungsbeispiele

Schweissen und verwandte Prozesse (ISO 2553:2019)

  • Bezugszeichen sowie Grund- und Zusatzsymbole für Nähte
  • Anwendung und richtige Interpretation der Symbolik
  • Kennzahlen für Schweiß- und Lötprozesse (ISO 4063:2009)
  • Normgerechte Kennzeichnung der Arbeitsposition (ISO 6947:2019)
  • Bemaßung von Schweiß- und Lötnähten

Wärmebehandlungsangaben

  • Wort- und Zustandsangaben (ISO 4885:2018)
  • Zeichnungsdarstellung und Symbolik von Wärmebehandlungsangaben (ISO 15787:2016)
  • Kenngrößen wärmebehandelter Werkstücke: Randschichthärtungstiefe SHD (EN 10328:2016), Ein­satzhär­tungstiefe CHD (ISO 2639:2003), Nitrierhärtetiefe NHD (DIN 50190-3)
  • Wärmebehandlungsbilder, Wärmebehandlungsanweisung und Wärmebehandlungsplan