Passung

Die Passung ist eine Bezeichnung für den minimalen Maßunterschied zweier Teile, die zum Zwecke einer technischen Funktion ineinander stecken. Sie legt das Spiel zwischen beiden Teilen fest.

Historie

Schon vor 1914 hatten mehrere Firmen Paßsysteme für eigene Zwecke entwickelt. Nach dem ersten Weltkrieg wurde daraus das System der DIN-Passungen entwickelt. Die 1926 gegründete International Federation of the National Standardizing Associations (ISA) vereinheitlichte 1928 die Passsysteme verschiedener Nationen. Die ISA-Passungen lösten daraufhin die DIN-Passungen ab. Seit 1964 heißt die Oraganisation International Organization for Standardization und die Normen ISO 286-1 und 286-2 für Rund- und Flachpassungen gingen unverändert als DIN-ISO ins Deutsche Normenwerk über.

Normung

Passungen sind genormt. Die zuständige Norm ist die Europanorm EN 20286. Sie besteht aus zwei Teilen und wurde am 1. August 1993 ausgegeben. Die Norm entspricht im Wesentlichen der Norm ISO 286 Ausgabe 1988.

Kennzeichnung von Passungen

Bei Passungsangaben in technischen Zeichnungen werden Innenmaße (z.B. Innendurchmesser eines Rohres) und Außenmaße (z.B. Außendurchmesser eines Rohres) getrennt betrachtet, wobei zur Darstellung der Toleranzen von Innenmaßen GROSSE und für Außenmaße kleine Buchstaben verwendet werden.

Die Passungsangabe selbst besteht immer aus einem Buchstaben und einer Zahl.

Der Buchstabe gibt dabei die Lage des Toleranzfeldes an, aus der Zahl ergibt sich dessen Größe.

Wenn man Außenpassung und Innenpassung kombiniert, entsteht die Passung.

Mit den Buchstaben A-ZC wird die Lage des Toleranzfelds zur Nulllinie (Nennmaß) angegeben. Die H-Passungen liegen von oben direkt an der Nullinie, die h-Passungen von unten.

Beispielsweise gilt:

Ø10e6 = Ø10_-25; Ø10f6 = Ø10_-13; Ø10h6 = Ø10⁺⁰; Ø10j6 = Ø10⁺⁴;

Hier fällt auf, dass die Höchstmaße mit zunehmendem Alphabet zunehmen.

Die der Toleranzreihe zugeordnete Zahl ist das Kennzeichen für die Qualität bzw. Genauigkeit.

Beispielsweise gilt:

Ø10^D9 = Ø10⁺⁷⁶₊₄₀ d.h. Mindestmaß 10 + 40µm, Höchstmaß 10 + 76µm

Ø10^D11 = Ø10⁺¹³⁰₊₄₀ d.h. Mindestmaß 10 + 40µm Höchstmaß 10 + 130µm

Je größer die Zahl desto größer ist das Toleranzfeld Für Nennmaße größer 3 mm bis 500 mm sind die Werte der Qualitäten größer oder gleich 5 als Vielfaches der Toleranzeinheit i festgelegt.

Die Toleranzeinheit i ergibt sich rechnerisch zu:

$i=0,45\cdot {\sqrt[{3}]{D}}+0,001\cdot D$

i in µm (Mikrometer); D in mm (Millimeter).

D in mm ist das geometrische Mittel aus den Grenzwerten D₁ und D₂ des jeweiligen Nennmaßbereiches:

$D={\sqrt[{2}]{(D_{1}\cdot D_{2})}}$

Die Formel ist empirisch ermittelt, es wurde berücksichtigt, das unter gleichen Herstellbedingungen die Beziehung zwischen Herstellfehler und Nennmaß in etwa eine parabolische Funktion aufweist.

Das Glied 0,001 x D berücksichtigt die mit wachsendem Nennmaß linear zunehmende Unsicherheit beim Messen. Die Faktoren 0,45 und 0,001 sind somit Erfahrungswerte.

Arten von Passungen

Man unterscheidet grundsätzlich drei Arten von Passungen. Theoretisch können Bohrungen und Wellen beliebig miteinander kombiniert werden. Durch die Wahl der Toleranzklassen ergibt sich beim Zusammenbau entweder Spiel oder Übermaß zwischen den zu verbindenden Teilen.

Je nach Auswahl entsteht somit eine Spiel-, Übergangs- oder Presspassung.

Spielpassung

Das Mindestmaß der Bohrung ist immer größer, im Grenzfall auch gleich groß wie das Höchstmaß der Welle.

Kombination Ø30H7f6

Abmaße der Bohrung: Ø30^H7 = Ø30⁺²¹₊₀

Toleranzbereich: (21 - 0) µm = 21 µm

Abmaße der Welle: Ø30f6 = Ø30^-20_-33

Toleranzbereich: (33 - 20) µm = 13 µm.

Da die Abmaße der korrekt gefertigten H7-Bohrung immer größergleich 0 sind und die Abmaße der f6-Welle immer keiner als mindestens -20 µm ist, besteht ein minimales Spiel von

(0 µm der Bohrung + 20 µm der Welle) = 20 µm

und ein Größtspiel von

(21 µm der Bohrung + 33 µm der Welle) = 53 µm

Eine solche Passungswahl wird als Spielpassung bezeichnet.

Übergangspassung

Das Höchstmaß der Bohrung ist immer kleiner, im Grenzfall auch gleich groß wie das Mindestmaß der Welle.

Kombination Ø6H7m6

Ø6^H7 = Ø6⁺¹²₊₀

Toleranzbereich: (12 - 0) µm = 12 µm.

Ø6m6 = Ø 6⁺¹²₊₄

Toleranzbereich: (12 - 4) µm = 8 µm.

Hier findet eine teilweise überschneidung der Abmaße einer korrekt gefertigten H7-Bohrung und der m6-Welle statt. Je nach Ausführung entsteht ein maximales Spiel von

(+12 µm der Bohrung - (+ 4 µm der Welle) = 16 µm

oder ein Übermaß von

(0 µm der Bohrung + 12 µm der Welle) = 12 µm

Eine solche Passungswahl wird als Übergangspassung bezeichnet.

Übermaßpassung

Bei einer Übergangspassung entsteht je nach Istmaßen von Bohrung und Welle beim Fügen entweder ein Spiel oder ein Übermaß.

Kombination Ø3X7h6

Ø3^X7 = Ø3^-20_-30

Toleranzbereich: (30 - 20) µm = 10 µm.

Ø3h6 = Ø3⁺⁰_-6

Toleranzbereich: (0 - 6) µm = 6 µm.

Hier findet immereine überschneidung der Abmaße einer korrekt gefertigten H7-Bohrung und der m6-Welle statt.

Je nach Ausführung entsteht ein minimales Übermaß von

(20 µm der Bohrung - 6 µm der Welle) = 14 µm

oder ein maximales Übermaß von

(30 µm der Bohrung - 0 µm der Welle) = 30 µm

Eine solche Passungswahl wird auch als Presspassung bezeichnet.

Prüfen von Passungen

Um Passtoleranzen nach der Fertigung zu Prüfen verwendet man in der Mess- und Prüftechnik sogenannte Lehren. Lehren für Passungen heißen Grenzlehren, da man mit deren Hilfe die Maßgrenzen der Passung überprüft. (siehe dazu: Kategorie:Lehre)

Eine Lehre für Bohrungen ist z. B. der Grenzlehrdorn, ein zylindrischer Stift mit zwei sehr genau gefertigten Prüfzylindern an den Seiten. Nur wenn der kleinere davon in die Passbohrung passt und der andere nicht, ist die Passung in Ordnung.

Zur Überprüfung von Wellen kann z.B. eine Rachenlehre verwendet werden. Diese Lehre enthält an beiden Seiten einen länglichen Spalt, der durch zwei ebene, parallele Flächen begrenzt ist. Auch hier darf und muss die Welle nur in genau eine der beiden Spalte passen.

Beachten Sie jedoch, dass für jede einzelne Passung ein eigener Lehrdorn bzw. eine eigene Rachenlehre benötigt wird. Lehren liefern keinen Messwert, deshalb verwendet man in der Serienfertigung häufig induktive Messtaster oder pneumatische Messgeräte, deren Ergebnisse werden dann in der Statistischen Prozesskontrolle weiterverarbeitet.

Ausgewählte Passungen nach Passungssystem "Einheitsbohrung"

Spielpassungen
- H8/d9: Teile mit sehr reichlichem Spiel: Transmissionsteile, Lager für Baumaschinen
- H8/e8: Teile mit reichlich Spiel: Hauptlager für Kurbelwellen, Kolben in Zylinder
- H8/f7: Teile mit merklichem Spiel beweglich: Mehrfach gelagerte Welle, Kolben in Zylinder
- H8/h9: Teile leicht einschieben bis der "Saft" heraus rinnt: Verschiebbare Zahnräder und Kupplungen
- H7/g6: Teile ohne merkliches Spiel beweglich: Zahnräder und Kupplungen
- H7/h6: Teile von Hand gerade noch verschiebbar: Führungen an Werkzeugmaschinen, Stellringe
Übergangspassungen
- H7/j6: Teile mit dem Holzhammer fügbar: Leicht ausbaubare Zahnräder, Lagerbuchsen
- H7/m6: Teile mit dem Schlosserhammer fügbar: Zahnräder und Kupplungen auf Zapfen
- H7/n6: Teile mit geringem Druck fügbar: Spurkränze auf Radkörper
Presspassungen
- H7/p6: Teile mit Druck fügbar: Passfederverbindungen
- H7/r6: Teile mit größerem Druck fügbar: Welle-Nabe-Verbindungen, Hebelverbindungen
- H7/s6: Teile mit größerem Druck und zusätzlicher Erwärmung fügbar: Welle-Naben-Verbindungen

Wurfpassung

Der Begriff Wurfpassung ist eine pseudofachliche Umschreibung für eine nicht bemerkte, besonders misslungene Passung mit ungewünscht viel Spiel.

Der Begriff rührt daher, dass man sich zutrauen würde die Welle notfalls auch noch durch Werfen aus der Entfernung in die Bohrung zu bekommen.

Ein oder beide Passungsteile sind außerhalb der Toleranz gefertigt. Üblicherweise werden diese Teile sofort geprüft und nicht konforme Teile gelten als Fehlproduktion auch Ausschuss genannt, der nicht oder nur mit erheblichen Aufwand auf das korrekte Maß gebracht werden kann.

Üblicherweise ist ein solches Teil unbrauchbar und wird der Verwertung, beispielsweise dem Schrott überführt. Zudem muss das Teil - vor allem bei Unikatteilen mit hoher Fertigungstiefe - mit hohem Aufwand neu hergestellt werden.

Aus oft nicht nachvollziehbaren Gründen werden Ausschussteile doch der Montage zugeführt, wo dann der Ausschuss offensichtlich wird.