Maß-, Form- und Lagetoleranzen (ISO GPS)

Basisseminar (offenes Seminar)

Kosten senken, Produktwertigkeit erhöhen und Haftungsrisiken minimieren durch eine funktions-, fertigungs-, prüf- und kostengerechte dimensionelle und geometrische Tolerierung auf Basis der aktuellen ISO-GPS-Normen.

Zum Thema

Die ersten Normen zur dimensionellen und geometrischen Tolerierung (Maß-, Form- und Lagetolerierung) wurden in Deutschland bereits Ende der 1950er-Jahre eingeführt. Jedoch auch heute, mehr als ein halbes Jahrhundert nach ihrer Veröffentlichung, ist die Mehr­zahl der Anwender mit der funktions-, fer­ti­gungs-, prüf- und kostengerechten Anwendung sowie der richtigen Interpreta­tion und mess­techni­schen Umsetzung noch immer überfor­dert.

Dies zeigt sich unter anderem daran, dass weit mehr als die Hälfte aller technischen Produktspezifikationen (Konstruktions­zeich­nun­gen) alleine im Hin­blick auf ein sinnvol­les Tole­ranzmana­ge­ment un­voll­ständig, mehrdeutig oder falsch sind. In Kon­sequenz lässt die den meisten Kon­struktions­zeichnun­gen zugrunde lie­gende Tole­rie­rung die Her­stellung funktionsunfähi­ger Pro­dukte zu, da eine ein­deutige und vollstän­dige Pro­dukt­spe­zi­fika­tion ohne geometri­sche Toleranzen nicht mög­lich ist.

Eine fehlerhafte und nicht funktionsgerechte Tole­rie­rung führt häufig zur Festlegung zu en­ger "Angsttole­ranzen", zu einer auf­wän­di­gen und teuren Fertigung, zu einer schwieri­gen und teu­ren Prü­fung und letztlich zu einem un­nötig hohen Ab­stim­mungs­bedarf zwi­schen Kon­struktion, Produktion und Quali­tätssiche­rung, wäh­rend die Qualität des Pro­dukts hierdurch nicht ver­bessert wird.

Die Form- und Lage­toleranzen sind in vie­len Un­terneh­men immer noch nicht mit genü­gender Sorgfalt ein­geführt, obwohl sich gerade hierdurch erhebliche Kosten bei der Kommunikation, der Fer­tigung sowie der Prüfung einsparen las­sen.

Seminarziel

Das Seminar vermittelt Ihnen die wichtigsten, heute verfügbaren Werkzeuge zur dimensionellen und geometri­schen Tole­rie­rung (Maß-, Form- und Lagetolerie­rung) auf Basis der neuen internationalen ISO-GPS-Standards.

Es wird Ihnen damit möglich sein, die dimensionellen und geometrischen Toleranzen (Maß-, Form- und Lagetoleranzen) zur Lösung - auch komplexer - kon­strukti­ver Aufgabenstellungen sicher und norm­kon­form anzu­wenden, insbesondere im Hinblick auf die Ver­minde­rung der Fertigungs- und Prüf­kosten sowie des inner­be­trieblichen und des ex­ternen Abstim­mungsbe­darfs. Weiterhin wer­den Sie in der Lage sein, Kunden­zeich­nungen richtig zu interpre­tie­ren und kritisch zu hinter­fragen. Besonderer Wert wird auf eine anschauliche und praxisgerechte Vermittlung der Inhalte gelegt.

Ihr Nutzen - Sie lernen in diesem Seminar:

  • die wichtigsten "Werkzeuge" und Änderungen mit Einführung unter anderem der neuen ISO 14405-3:2016, ISO 1101:2017, ISO 5458:2018, ISO 5459:2011 und sinnvolle Ergänzungen sowie ISO 1660:2017,
  • die Anwendungsgrenzen dieser Normen bei der Lösung funktionell-konstruktiver Aufgabenstellungen nebst wertvoller Praxistipps,
  • die wesentli­chen In­halte der neuen ISO 8015:2011 und ihre gravie­renden Auswirkungen auf Kon­struktionszeichnungen,
  • die Auswirkungen einer mehrdeutigen Tolerierung auf die Ferti­gungs- und Prüf­kos­ten, die Funktionalität und Pro­dukthaftung,
  • fehlerhafte, mehrdeutige und missverständli­che Eintragungen zu er­kennen und sicher zu beseitigen,
  • die Festlegung funktions-, fertigungs- und prüfgerechter Be­züge,
  • Verminderung der Fertigungs- und Prüfkosten, Erhöhung der Pro­duktwertigkeit durch eine funktionsorientierte Tolerierung,
  • eine zeitgemäße Tolerierungsstrategie unter Einbindung digita­ler CAD-Datensätze,
  • Vermeidung von Fehlinterpretationen interner und externer Kon­struktionszeich­nungen,

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

Seminarinhalte

Themenbereich 1: Einführung in das Toleranzmanagement und das GPS-Normensystem der ISO (ISO GPS)

Recht, Produkthaftung und Konsequenzen typischer Tolerierungsfehler

  • Recht und Produkthaftung: Konsequenzen einer fehlerhaften, mehrdeutigen oder nicht norm­kon­formen Produktdokumentation – Wer haftet im Schadenfall?
  • Überblick der häufigsten Tolerierungsfehler in Konstruktionszeichnungen und ihre Konsequenzen
  • Kostenwirksamkeit von Toleranzen und Zusammenarbeit im Unternehmen

Das GPS-Normensystem der ISO – Aufbau, Ziele und Nutzen

  • Geometrische Produktspezifikation (GPS) – Das GPS-Matrixmodell (ISO 14638:2015)
  • Das GPS-Normensystem der ISO als Voraussetzung für die modellbasierte Produktbeschreibung (Model-Based Definition, MBD)
  • Dokumentenarten mit GPS (ISO/TS 21619)
  • Operatorkonzept und Spezifikationsoperatoren (ISO 17450-2:2013)

Digitale Produktdefinition und 3D-Visualisierung

  • Zeichnungslose Produktdokumentation (VDA 4953-2:2015)
  • Verfahrensregeln für die digitale Produktdefinition (ISO 16792:2015 und ISO/DIS 16792:2020)
Themenbereich 2: Grundlegende Konzepte, Prinzipien und des GPS-Normensystems der ISO
  • Grundlegende Prinzipien und Regeln auf Basis von ISO 8015:2011 – Bedeutung der Grundsätze, erklärt an typischen Beispielen:
    - Grundsatz des Aufrufens
    - Grundsatz der GPS-Normenhierarchie
    - Grundsatz der bestimmenden Zeichnung
    - Grundsatz des Geometrieelementes
    - Grundsatz der Unabhängigkeit
    - Grundsatz der Dezimaldarstellung
    - Grundsatz der Standardfestlegung
    - Grundsatz der Referenzbedingungen
    - Grundsatz des starren Werkstücks
    - Grundsatz der Dualität
    - Grundsatzes der Dualität
    - Grundsatz der Funktionsbeherrschung
    - Grundsatz der allgemeinen Spezifikation
    - Grundsatz der Verantwortlichkeit
  • Auswirkung von ISO 8015:2011 auf bestehende und neue Produktspezifikationen (Interpretation)
Themenbereich 3: Dimensionelle Tolerierung (Maßtolerierung) – Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen
  • Typische Fehler der dimensionellen Tolerierung (Maßtolerierung) in Technischen Produktdokumentationen (Fallbeispiele) und ihre weitrei­chenden Auswir­kungen auf die Funktion
  • Zweipunktgrößenmaß als Default-GPS-Spezifikationsoperator für lineare Grö­ßenmaße (ISO 14405-1:2016 und ISO 17450-3:2016) – Funktionelle Konsequenzen und messtechnische Umsetzung (Verifikation)
  • Die Hüllbedingung als zeichnungsspezifischer, spezieller Default-GPS-Spezifikationsoperator der ISO für li­neare Grö­ßenmaße ("Hüllprinzip"): Konsequenzen auf Funktion, Fertigungs- und Prüfkosten
  • Festlegung eines sinnvollen zeichnungs- oder firmenspezifischen GPS-Spezifikationsoperators u. a. unter Berücksich­tigung der verfügbaren Prüfmittel
  • Funktionen beschreiben durch korrekte Auswahl und Festlegung von Spezifikations-Modifikatoren (ISO 14405-1:2016) für line­are Größenmaße (z. B. Hüllbedingung)
  • ISO Maßtoleranzsystem (ISO 286-1:2010, -2:2010): Richtige Interpretation ISO-codierter linearer Größen­maße (z. B. 30 H7)
Themenbereich 4: Grundlagen der geometrischen Tolerierung, Toleranzindikator und Toleranzzonen
  • Typische Fehler der geometrischen Tolerierung (Fallbeispiele) und mögliche Konsequenzen
  • Toleranzindikator - Aufbau und Eintragungsregeln für integrale und abgeleitete Geometrieelemente. Alter-na­tive Kennzeichnungsmöglichkeit für abgeleitete Geometrieelemente
  • Kennzeichnung eingeschränkter Bereiche
  • Theoretische Maße (TED) und theoretisch exaktes Geometrieelement (TEF)
  • Toleranzzonen - Form (z. B. linear, zylindrisch, sphärisch) und Weite, Anwendungsbeispiele
  • Spezifiziert versetzte Toleranzzone (UZ-Modifikator) und unspezifiziert versetzte Toleranzzone (OZ-Modifikator)
Themenbereich 5: Formspezifikationen (ISO 1101:2017)
  • Geradheitsspezifikation von Kanten, Mittellinien und Linienelementen eines Zylinders
  • Ebenheitsspezifikation für integrale und abgeleitete Geometrieelemente
  • Rundheitsspezifikation von zylindrischen Flächen und Kugeln, Richtungselemente-Indikator
  • Zylindrizitätsspezifikation
  • Linien- und Flächenprofilspezifikation ohne Bezüge (ISO 1660:2017)
  • Typische Anwendungsbeispiele für die Formtolerierung (z. B. Dichtflächen)
  • Referenzelemente: Default-Festlegungen (ISO 12180-1, -2; ISO 12181-1, -2 ISO 12780-1, -2; ISO 12781-1, -2), Modifikatoren für die Assoziation von Referenzelementen und Entstehung möglicher Widersprüche
  • Erkennen unvollständiger und fehlerhafter Prüfprotokolle
Themenbereich 6: Bezüge und Bezugssysteme (ISO 5459:2011)
  • Die Rolle der Bezüge, funktionsgerechte Festlegung von Bezügen, typische Anwendungsfälle, Praxisbei-spiele und Tipps
  • Bezugssymbol, Eintragungsregeln für integrale und abgeleitete Geometrieelemente
  • Direkte und indirekte geometrische Tolerierung von Bezügen
  • Standardmäßige Regeln für die Bildung von Einzelbezügen nach ISO 5459: Ebene, Kreis und Zylinder, Kugel, Parallel-Kanten- und Parallel-Ebenenpaar, Kegel und Keil
  • Gemeinsamer Bezug: Zeichnungseintragung und Regeln für die Bezugsbildung, Anwendungs- und Praxis-bei­spiele, Bildung eines gemeinsamen Bezugs aus einer Kollektion von mehr als zwei Flächen, mess­techni­sche Probleme bei der Bildung eines gemeinsamen Bezugs
  • Bezugssysteme:  Aufbau und Interpretation von Bezugssystemen, Anwendungsbeispiele und Praxistipps
  • Erkennen unbrauchbarer Bezüge und Bezugssysteme, Abhilfemaßnahmen
  • Bezugsstellen: Symbolik, feste und bewegliche Bezugsstelle, berührendes Geometrieelement [CF]
  • Übungen und Praxisbeispiele zur funktions-, fertigungs- und prüfgerechten Bezugsbildung
Themenbereich 7: Richtungs-, Orts und Laufspezifikationen (ISO 1101:2017)

Geometrische Grundlagen der Richtungs- und Ortstolerierung

  • Elementare Prinzipien, Funktionen beschreiben durch Blockieren und Freigeben von Freiheitsgraden
  • Situationselemente von Flächen und Invarianzklassen von Flächen

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
Themenbereich 8: Elementgruppenspezifikation (ISO 5458:2018)
  • Konsequenzen aus dem Grundsatz der Unabhängigkeit (ISO 8015:2011), grundlegende Konzepte
  • Regeln der Elementgruppenspezifikation sowie Ausnahmen
  • Einzelne und mehrfache Elementgruppenspezifikation, SZ-, CZ- und CZR-Modifikatoren, Identifikation feh­lerhafter Sequenzen
  • Mehrstufige, einzelne Elementgruppenspezifikation, SIM-Modifikator
  • Unterschiede zwischen ISO 5458:2018 und ISO 5458:1998, wichtige Regeländerungen
Themenbereich 9: Mehrdeutige Allgemeintoleranznormen und eindeutige geometrische Spezifikation
  • Mehrdeutigkeit und Lücken von ISO 2768-1, -2 sowie ISO 20457:2018
  • Mögliche Konsequenzen bei der Anwendung von ISO 2768-1, -2 sowie ISO 20457:2018 auf die Zeich­nungsinterpretation und Produkthaftung
  • Allgemeine dimensionelle und geometrische Spezifikation (ISO/DIS 22081:2019) – Anwendungsregeln und Anwendungsgrenzen
Themenbereich 10: Virtuelle Bedingungen (ISO 2692:2014) - Einführung
  • Maximum-Material-Bedingung als Instrument zur Toleranzerweiterung ohne Beeinträchtigung der Funk­tion, Verminderung von Fertigungs- und Prüfkosten
  • Begriffe und normgerechte Zeichnungseintragung
  • Neue und erweiterte Anwendungsmöglichkeiten mit ISO/DIS 2692:2019
  • Übungs-, Praxis- und Anwendungsbeispiele zur Verdeutlichung der Maximum-Material-Bedingung
  • Einführende Information zur Minimum-Material- und zur Reziprozitätsbedingung (LMR und RMR)
Themenbereich 11: Tolerierung nicht formstabiler Teile und projizierte Toleranzzone
  • Tolerierung nicht formstabiler Teile (ISO 10579:2010)
  • Unterscheidung formstabiler und nicht formstabiler Teile, Notwendigkeit der Spezifikation von Aufspann-bedingungen, Erkennen fehlerhafter Spezifikationen
  • Regeln für die Zeichnungseintragung, Modifikator für den freien Zustand
  • Projizierte Toleranzzone (ISO 1101)
  • Eintragungsregeln für die projizierte Toleranzzone (toleriertes Geometrieelement und Bezugselement)
  • Anwendungsbeispiele und Nutzen der projizierten Toleranzzone
Themenbereich 12: Teilnehmerfragen, Abschlussdiskussion, wichtige GPS-Normen und Literatur
  • Klärung offener Fragen und Verständnisfragen aus dem Teilnehmerkreis sowie Diskussion firmenspezifi­scher Fragestellungen
  • Diskussion ausgewählter kundenspezifischer Produktdokumentationen («Zeichnungen»)
  • Tipps für die Weiterarbeit nach dem Seminar: Betriebliche Implementierung eines Toleranzmanagement­systems auf Basis des GPS-Normensystems der ISO
  • Hilfreiche Literatur zur dimensionellen und geometrischen Tolerierung
  • Zusammenfassung der wichtigsten GPS-Normen der ISO für die dimensionelle und geometrische Tolerierung