Geometrische Produktspezifikation (ISO GPS) - Vertiefungsseminar mit Praxisanwendungen

Funktions- und prüfgerechte Tolerierung von Maß, Form, Richtung, Ort und Lauf auf Basis der aktuellen ISO-GPS-Normen

Zum Thema

Dieses vollständig neu entwickelte Seminar zur Geometrischen Produktspezifikation (ISO GPS) mit Schwerpunkt funktions- und prüfgerechte Tolerierung von Maß, Form, Richtung, Ort und Lauf auf Basis der aktuellen ISO-GPS-Normen, zeigt Ihnen anschaulich, praxisgerecht und leicht verständ­lich, was wirklich hinter der dimensionellen und geometrischen Tolerierung steckt, da die alleinige Kenntnis von Regeln, Grundsätzen und Symbolen der aktuellen ISO-GPS-Normen zwar wichtig, aber letztlich nutzlos ist, wenn die fundamentale Logik der geometrischen Tolerierung nicht ver­standen und konsequent umgesetzt wird.

Zur Lösung der vielfältigen funktionellen Aufgabenstellungen der konstruktiven Praxis unter Berück­sichtigung wirtschaftlicher, fertigungstechnischer und messtechnischer Randbedingungen genügt ein zweitägiges Basisseminar zur geometrischen Tolerierung erfahrungsgemäß nicht. Daher werden wir in diesem Vertiefungsseminar, neben einer kurzen Wiederholung der wichtigsten Inhalte aus dem Basisseminar, die neuen Regeln, Grundsätze und Tolerierungswerkzeuge, die sich u. a. mit ISO 14405-1:2016, -3:2016, ISO 17450-3:2016, ISO 1101:2017, ISO 1660:2017 sowie ISO 5458:2018 und ISO 5459:2011, u. v. m. ergeben haben bzw. in Kürze ergeben werden, anhand von Beispielen unterschiedlicher Komplexität aus der Praxis und fernab jeglicher Lehrbuchtheorie greifbar machen.

Mit diesem Vertiefungsseminar zur geometrischen Produktspezifikation kommen Sie dem Ziel, die einzige, weltweit für die Entwicklung, Fertigung und Messtechnik verbindliche, gemeinsame geomet­rische "Sprache" besser zu beherrschen, ein großes Stück näher. Die vielfältigen "echten" Praxisbei­spiele dürften Ihnen den Transfer auf Ihre eigenen Produkte und deren Anforderungen deutlich ver­einfachen.

Seminarziel

Das neue Vertiefungsseminar zur Geometrischen Produktspezifikation baut auf dem Basisseminar "Form- und Lagetoleranzen" auf. Neben einer kurzen Wiederholung der wichtigsten Inhalte des Basisseminars sowie der Klärung offener Teilnehmerfragen, ist es das Ziel der Vertiefungsseminars, die wichtigsten, neuen Tolerierungswerkzeuge und Regeln für eine funktions-, prüf- und kostengerechte geometrische Tolerierung zu besprechen und anhand konkreter Praxisbeispiele und Funktionsanforderungen aus der Praxis zu veranschaulichen.

Mit Hilfe des im Seminar erarbeiteten, vertiefen Fachwissens zur dimensionellen und geometrischen Tolerierung auf Basis von ISO GPS sollte es Ihnen möglich sein, Ihre Produktdokumentationen deutlich zu vereinfachen, insbesondere durch eine signifikante Verringerung der tolerierten Merkmale und somit auch einer geringeren Anzahl zu prüfender Merkmale nebst Vermeidung von "Angsttoleranzen" (geringere Entwicklungs-, Fertigungs- und Qualitätskosten und kürzere Entwicklungszeiten). Mittelfristig erlauben Ihnen derartige Produktspezifikationen die Nutzung der bereits in der Entwicklungsphase generierten digitalen Daten (CAD) - nicht nur für die Produktion, sondern insbesondere auch für die Qualitätssicherung - und sichern somit als integraler Bestandteil von "Industrie 4.0" längerfristig die Wettbewerbsfähigkeit Ihres Unternehmens.

Ihr Nutzen - Sie lernen in diesem Seminar:

  • auf welche Weise mit Hilfe linearer Größenmaße und verschiedener Modifikatoren (z. B. Hüllbedingung, globales Minimax-Größenmaß, Rangordnungsgrößenmaße, usw.) konkrete Funktionsanforderungen (z. B. Spiel- und Übermaßpassungen) unter Berücksichtigung der messtechnischer Randbedingungen beschrieben werden können. Soweit relevant, wird auch die Auswirkung auf Herstellung, Verifikation und letztlich Kos­ten thematisiert,

  • weshalb Nicht-Größenmaße (z. B. lineare Abstände, Winkelabstände, Radien oder Kanten) nicht nur mehrdeutig sind, sondern auch funktionelle Abhängigkeiten nicht beschreiben können. Konkrete Beispiele zeigen den Weg von der Funktionsanforderung zur Spezifikation,

  • die richtige Anwendung von komplementären Indikatoren (Schnitt-, Orientierungs- und Kollektionsebene sowie Richtungselement), die durch den "Wegfall" der Zeichenebene sowie der Tatsache, dass die Hinweislinie des Toleranzindikators die Orientierung der Weite der Toleranzzone nicht mehr festlegt, nunmehr in der Produktdokumentation ggf. ergänzt werden müssen,

  • ein grundlegendes und umfassendes Verständnis für die funktionsorientierte Bezugsbildung. Sie werden Bezüge als eine Menge von Situationselementen eines assoziierten Geometrieelementes verstehen und die Richtungs- und Ortstolerierung letztlich als ein Blockieren der Freiheitsgrade zwischen dem/den Situations­element(en) des Bezugs und dem/den Situationselement(en) der Toleranzzone begreifen, 

  • die fundamentalen Regeln für die Bildung eines gemeinsamen Bezugs sowie eines Bezugssystem unter Be­rücksichtigung relevanter Modifikatoren (z. B. [DV]). Funktionelle aber auch messtechnische Nebenbedingungen werden Sie durch richtige Verwendung der vielfältigen Modifikatoren zur Verwaltung dieser Freiheitsgrade (z. B. [PT], [SL], [PL], ><) beschreiben können. Konkrete Beispiele aus unserer langjährigen Praxis werden Ihnen das komplexe Thema veranschaulichen und begreifbar machen,

  • die Maximum-Material-Bedingung nach ISO 2692:2015, die bei richtiger Anwendung zu einer Vermin­de­rung der Entwicklungs-, Fertigungs- und Prüfkosten führen kann, zu verstehen und richtig anzuwenden, Sie lernen aber auch ihre Grenzen kennen. Der grundlegende Unterschied zu ASME-codierten Produktdoku­mentationen, insbesondere das "Prinzip der simultanen Anforderungen" wird angesprochen. Ein kurzer Blick auf die Minimum-Material- und die Reziprozitätsbedingung runden das Thema ab,

  • durch Einbindung digitaler CAD-Datensätze Ihre Produktdokumentationen nicht nur deutlich einfacher zu gestalten, sondern auch Prüfaufwand und Kosten nachweisbar zu vermindern. Die Anwendung allgemeiner Profiltoleranzen als Ersatz für die veralteten und im Widerspruch zu ISO GPS stehenden Allgemeintoleranz­normen (z. B. ISO 2768-1 und -2) aber auch de­ren Anwendungsgrenzen und die richtige messtechnische Umsetzung wird Ihnen bekannt sein.

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

Seminarinhalte

  • Wiederholung der wichtigsten Inhalte aus dem Basis-Seminar zu "Form- und Lagetoleranzen" 
  • GPS Matrix-Modell (ISO 14638): Stand und Weiterentwicklung des ISO-GPS-Normensystems (Roadmap) 
  • Dimensionelle Toleranzen (Maße und Maßtoleranzen)
    - Modifikatoren für lineare Größenmaße (ISO 14405-1:2016): Auswahl, Anwendung und Beispiele
    - Minimax-Größenmaß: Grundlage für Toleranzrechnungen und Alternative zur Hüllbedingung 
    - Richtige Anwendung der komplementären Modifikatoren ACS, ALS und SCS, Anwendungsbeispiele
    - Örtliche Größenmaße (Querschnitts- und Teilbereichsgrößenmaß), Beispiele
    - Globale Größenmaße (direkt, indirekt, berechnet), Beispiele
    - Vereinigtes Geometrieelement (UF) für dimensionelle Toleranzen und gemeinsame Toleranz (CT)
    - Schnittebene und Richtungselement für dimensionelle Toleranzen
    - „rule #1“ (ASME Y14.5-2009) und Ausnahmen
    - Winkelgrößenmaße (ISO 14405-3:2016): Zweilinien-Winkelgrößenmaß, Modifikatoren (LG, GG, GC)
    - Rangordnungs-Winkelgrößenmaße, Beispiele
    - Mehrdeutigkeit von Nicht-Größenmaßen (ISO 14405-2:2012): Radien, Abstände (linear, Winkel), Kanten 
  • Toleranzzonen
    - Lineare, zylinderförmige und kugelförmige Toleranzzonen, Beispiele
    - Spezifikation einer veränderlichen Toleranzzonenweite (linear und nicht-linear)
    - Asymmetrische Toleranzzone mit spezifiziertem konstantem oder veränderlichem Versatz (UZ)
    - Asymmetrische Toleranzzone mit nicht spezifiziertem Versatz (OZ), Anwendungen (z. B. Dichtflächen)
    - Orientierung der Toleranzzone, Default-Festlegung, Regeländerungen (2012) und Richtungselement
    - Kombination von Toleranzzonen: CZ (combined zone) und SZ (separate zone)
    - Tolerierung von Mustern, Unterschiede zu ASME Y14.5-2009 (Prinzip der simultanen Anforderungen)
  • Formtoleranzen (ISO 1101:2017)
    - Spezifikationselemente für Form (u. a. GT, GV, GP, GQ), Anwendungsbeispiele
    - Geradheit von Linienelementen einer Ebene, Schnittebenen-Indikator
    - Kenngrößen der Geradheit nach ISO 12780-1 (STRt, STRp, STRv, STRq)
    - Referenzgerade (LSLI und MZLI), Default-Spezifikationsoperator für Geradheit
    - Kenngrößen der Ebenheit nach ISO 12781-1 (FLTt, FLTp, FLTv, FLTq)
    - Referenzebene (LSPL und MZPL), Default-Spezifikationsoperator für Ebenheit, Ebenheitsmessung
    - Rundheit von Zylindern und Rotationsflächen (z. B. Kegel), Richtungselement
    - Kenngrößen der Rundheit nach ISO 12181-1 (RONt, RONp, RONv, RONq)
    - Referenzkreis (LSCI , MZCI), Default-Spezifikationsoperator für Rundheit, Rundheitsmessung
    - Auswirkung der Wellenzahl je Umdrehung (UPR) auf das Messergebnis (Filterung)
    - Kenngrößen der Zylindrizität nach ISO 12180-1 (CYLt, CYLp, CYLv, CYLq)
    - Referenzzylinder (LSCY , MZCY), Default-Spezifikationsoperator für Zylindrizität
    - Verminderung der Fertigungskosten durch Vermeidung der Zylindrizität, Alternativen
    - Spezifikation eingeschränkter Bereiche, Anwendungsbeispiele Geometrieelemente
  • Geometrieelemente
    - Allgemeine Begriffe und Merkmalstypen von Geometrieelementen (ISO 22432, ISO 17450-1) 
    - Integrale und abgeleitete Geometrieelemente (ISO 17450-3:2016) 
  • Bezüge und Bezugssysteme (ISO 5459:2011) 
    - Wiederholung der wichtigsten Regeln zur Bezugsbildung aus dem Basisseminar
    - Charakterisierung eines Bezugs als Menge von Situationselementen eines assoz. Geometrieelementes
    - Invarianzklassen von Flächen
    - Situationselemente eines Bezugs, Identifikation von Situationselementen
    - Assoziationsverfahren (Zielfunktionen)
       º Minimierung der Summe der örtlichen Abstandsquadrate (L2-Norm bzw. Gaußsche Zielfunktion)
       º Minimierung des maximalen örtlichen Abstandes (L-Norm, Chebychev- oder Minimax-Zielfunktion)
       º Minimierung der Summe der örtlichen linearen Abstände (L1-Norm bzw. Volumenminimierung)
       º Minimierung des p-Norm Abstandes (p ≠1, 2 oder ∝)
       º Größtes einbeschriebenes Größenmaß (nur für lineare Größenmaßelemente)
       º Kleinstes umschriebenes Größenmaß (nur für lineare Größenmaßelemente)
    - Auswahl eines optimalen Assoziationsverfahrens, Zeichnungseintragung und Anwendungstipps
    - Nebenbedingung des Materials: Default nach ISO 5459
    - Nebenbedingung für die Dimension des intrinsischen Merkmals
    - Einzelbezüge: Regeln für die Bezugsbildung, Beispiele
    - Gemeinsame Bezüge: Regeln für die Bildung eines gemeinsamen Bezugs
    - Freigeben der Nebenbedingung des Orts [DV]; Anwendungsbeispiele
    - Bezugssysteme: Regeln für die Bezugsbildung, Erkennen unbrauchbarer Bezugssysteme
    - Unterschiede der Interpretation zwischen ISO GPS und ASME Y14.5-2009 für Bezugsysteme
    - Verwaltung von Freiheitsgraden:
       º Freigeben durch Auswahl von Situationselementen [PT], [SL] und [PL]
       º Freigeben translatorischer Freiheitsgrade ><
       º Blockieren individueller Freiheitsgrade
    - Aufbau und Interpretation komplexer Bezüge und Bezugssysteme, Praxisbeispiele und Tipps
    - Referenzpunkt-System (RPS- oder 3-2-1 System), Anwendungsbeispiele und -grenzen
    - Bezugsbildung bei komplexen Bauteilen mit Hilfe von Bezugsstellen
    - Modifikatoren PD, MD, LD, ACS und ALS
    - Übungen und Praxisbeispiele zur funktions-, fertigungs- und prüfgerechten Bezugsbildung
    - Grenzen von ISO 5459:2011 und sinnvolle Ergänzungen
  • Ortstoleranzen (ISO 1101:2017 und ISO/FDIS 5458:2017) 
    - Regeländerungen mit Einführung der neuen ISO/FDIS 5458:2017, Anwendungsbeispiele
    - Orientierungsebenen-Indikator, typische Anwendungsfälle aus der Praxis
    - Positionstolerierung von Mustern: CZ, CZR, SZ und SIM-Modifikatoren (ISO/FDIS 5458:2017), Beispiele
    - Unterschiede zwischen ISO GPS und ASME Y14.5-2009 bei Position, Koaxialität und Symmetrie
    - Übungs-, Praxis- und Anwendungsbeispiele zu den Ortstoleranzen
  • Profiltoleranzen (ISO 1660:2017)
    - Anwendung von Profiltoleranzen als Form-, Richtungs- und Ortstoleranzen, Beispiele
    - Asymmetrische Toleranzzone mit spezifiziertem (UZ) und nicht spezifiziertem (OZ) Versatz
    - Anwendungensbeispiele aus der Praxis (z. B. OZ-Modifikator für Dichtflächen)
    - Geometrieelementprinzip (ISO 8015:2011) und vereinigtes Geometrieelement (UF)
    - Interpretationsunterschiede zwischen CZ- und UF-Modifikator
    - Kollektionsebenen-Indikator
    - Profiltolerierung von Mustern: CZ- und SZ-Modifikatoren
    - Tolerierungsmöglichen für komplexe Geometrien (Kunststoff-Formteile, Rohgussteile, Schmiedeteile)
    - Anwendungstipps und Anwendungsgrenzen der Profiltolerierung
    - Möglichkeiten der Profiltolerierung nach ASME Y14.5-2009, Unterschiede zu ISO GPS
    - Übungs-, Praxis- und Anwendungsbeispiele, Klärung von Teilnehmerfragen
  • Maximum-Material-Bedingung (ISO 2692:2015) - Vertiefung
    - Maximum-Material-Bedingung (MMR) als Instrument zur Toleranzerweiterung und Kostenreduktion
    - Maximum-Material-Bedingung für toleriertes Geometrieelement und abgeleitetes Bezugselement
    - Begriffe und normgerechte Zeichnungseintragung
    - Anwendungsgrenzen der Maximum-Material-Bedingung, typische fehlerhafte Anwendungen
    - Wechselwirkungs- oder Reziprozitätsbedingung (RPR), Anwendungsbeispiele
    - Lehrenprüfung
    - Interpretation von Mustern auf Basis MMR
    - Übungs-, Praxis- und Anwendungsbeispiele zur Maximum-Material-Bedingung
  • Minimum-Material-Bedingung (ISO 2692:2015)
    - Anwendungsbeispiele zur Minimum-Material-Bedingung
    - Minimum-Material Bedingung für toleriertes Geometrieelement und abgeleitetes Bezugselement
    - Begriffe und normgerechte Zeichnungseintragung
  • Besondere Anwendungen der geometrischen Toleranzen
    - Tolerierung von Kegeln (ISO 3040:2016) und Keilen (ISO 2538-2)
    - Profiltolerierung von Rohren
    - Tolerierung von Gewinden
  • Definitionsnahe bzw. definitionskonforme Verifikation geometrischer Toleranzen
    - Mess- und Prüfverfahren (z. B. Koordinatenmesstechnik, Computertomographie)
    - Messunsicherheit
    - Nachweis von Konformität oder Nichtkonformität mit Spezifikationen (ISO 14253-1:2017)
  • Unterschiede (Interpretation, Spezifikation, Verifikation) zwischen ISO GPS und ASME Y14.5-2009
  • Anwendungsgrenzen von ISO GPS, Anforderungen, die mit den GPS-Standards nicht beschreibbar sind
  • Klärung offener Fragen und Verständnisfragen aus dem Teilnehmerkreis
  • Tipps für die Weiterarbeit nach dem Seminar, betriebliche Implementierung von ISO GPS
  • Hilfreiche Literatur und die wichtigsten ISO-GPS-Normen