Die Allgemeintoleranz erreicht kein normal gezeichnetes Gewinde

Das können wir jetzt klar sagen, was beim letzten Mal, als diese Website über das Schriftfeld schrieb, nicht möglich war. Eine frühere Seite hier sagte, die Zurückziehung werde vielfach berichtet, wir hätten sie aber nicht an der Quelle bestätigt. Das haben wir jetzt getan, und zwar doppelt. Der Katalogeintrag der ISO für ISO 2768-2:1989 nennt als Status zurückgezogen, als Stadium 95.99 und nennt ISO 22081:2021 als das Dokument, das sie überarbeitet hat. Und das Vorwort von ISO 22081 selbst sagt: „Diese erste Ausgabe annulliert und ersetzt ISO 2768-2:1989, die technisch überarbeitet wurde.“ Jene frühere Seite wurde korrigiert.

Nur die Hälfte von ISO 2768 ist weg

Das ist der Teil, der Berichte über die Änderung verwirrend macht. ISO 2768 hatte zwei Teile, und nur der zweite wurde zurückgezogen.

• Teil 1, Toleranzen für Längen- und Winkelmaße, vier Klassen, drei Seiten. Status veröffentlicht, zuletzt überprüft und bestätigt 2022, Stadium 90.92, zu überarbeiten. Der ISO-Eintrag fügt hinzu, dass sie „voraussichtlich in den kommenden Monaten durch ISO 2768 ersetzt“ wird, ein Projekt in Entwicklung. Mehr wissen wir darüber nicht, und mehr sagen wir nicht.
• Teil 2, geometrische Toleranzen, drei Klassen, acht Seiten. Status zurückgezogen, überarbeitet durch ISO 22081:2021.

Die vertraute Zeichenfolge ISO 2768-mK hat jetzt also eine lebende und eine tote Hälfte. Das m verweist weiterhin auf ein veröffentlichtes Dokument. Das K verweist auf ein zurückgezogenes. Bei einem Teil, das bereits in Produktion ist, ändert das nichts, denn die Zeichnung gibt an, welches Dokument gilt, und diese Angabe verfällt nicht. Bei einer Zeichnung, die Sie gerade freigeben wollen, lohnt es sich zu wissen, welcher Buchstabe welcher ist.

Ein weiterer Unterschied steckt in den beiden Kurzfassungen. Teil 2 sagt, er „gilt hauptsächlich für Geometrieelemente, die durch Materialabtrag hergestellt werden“, und Teil 1 gilt für Werkstücke, die „durch spanende Bearbeitung hergestellt oder aus Blech umgeformt“ werden. ISO 22081 enthält keine solche Einschränkung in ihrem Anwendungsbereich. Sie ist eine Regel dafür, wie man eine allgemeine Spezifikation schreibt, keine Wertetabelle für gefräste Teile.

Was die drei Buchstaben ersetzt hat

Regel C: Die allgemeine geometrische Spezifikation ist mit einer Flächenprofilspezifikation anzugeben. Eine einzige Eigenschaft, und die Norm sagt es zweimal. Der Satz unter Tabelle 1 wiederholt es in Klammern: Die Eigenschaft „kann nur das Flächenprofil sein“, wobei jedes Spezifikationselement aus ISO 5459 und ISO 1101 zusätzlich verwendet werden darf, solange es den hier gegebenen Regeln nicht widerspricht.

Das einzige Beispiel in Tabelle 1 ist ein Rahmen mit der Angabe Flächenprofil, 0,12, A, B, C. Und Bild 1 zeigt das Ganze in einem Schriftfeld:

Stellt man das neben ISO 2768-mK, wird die Gestalt der Änderung sichtbar, ohne ein Wort Theorie zu lesen. Die alte Angabe ist eine Zeichenfolge aus zwei Buchstaben und nennt überhaupt keinen Bezug. Die neue umfasst vier Zeilen, sie enthält tatsächliche Zahlen, und sie verlangt ein Bezugssystem aus drei Ebenen. Im alten Schema wählten die Buchstaben eine Zeile in der Tabelle eines anderen. Im neuen schreiben Sie den Wert selbst.

Der letzte Punkt verdient einen eigenen Satz, denn an ihm stolpern die Leute. ISO 22081 enthält keine Toleranzwerte. Tabelle 1 ist eine Tabelle darüber, wie man angibt, nicht darüber, wie viel. Die Norm sagt, die Werte „können als Einzelwerte oder als veränderliche Werte festgelegt werden“, veränderliche Werte könnten von den Maßen des Geometrieelements oder vom Abstand des Geometrieelements zum Bezugssystem abhängen, und wenn sie sich ändern, solle man eindeutige Regeln festlegen, wie sie aus einer Tabelle im Zeichnungssatz oder aus einem anderen Dokument zu entnehmen sind. Bild 2 ist ein Beispiel, das nur sagt: „siehe Tabelle 1 in Dokument 123456“. Die alte Norm gab Ihnen drei Klassen. Diese gibt Ihnen ein leeres Feld und Regeln, wie es auszufüllen ist.

Regel D und die Ausnahme mit Gewinden darin

Regel D sagt, die allgemeine geometrische Spezifikation gilt für jedes integrale Geometrieelement unabhängig, mit vier Ausnahmen. Als Liste gelesen sehen sie gleich aus. Nach ihrer Wirkung gelesen, zerfallen sie in zwei Gruppen.

1. ein integrales Geometrieelement, das durch eine Größenmaßspezifikation festgelegt ist, einzeln oder allgemein
2. ein integrales Geometrieelement oder sein abgeleitetes Geometrieelement, das durch eine einzelne geometrische Spezifikation festgelegt ist
3. ein Bezugselement, das in dem Bezugssystem verwendet wird, das im Bezugsabschnitt der allgemeinen geometrischen Spezifikation festgelegt ist
4. ein integrales Geometrieelement, das in vereinfachter Darstellung angegeben und nicht im CAD-Modell enthalten ist, zum Beispiel Kanten, Rundungen oder Gewinde

Die ersten beiden regeln den Vorrang, nicht den Ausschluss. Sie sagen, dass dort, wo Sie ein Geometrieelement bereits einzeln festgelegt haben, Ihre einzelne Spezifikation gilt. Nichts fällt durch das Raster. Die dritte und vierte sind diejenigen, die ein Geometrieelement wirklich aus der Allgemeintoleranz herausnehmen, und die vierte ist die, in der Verbindungselemente vorkommen.

Beachten Sie die Bedingung genau, denn es sind zwei Bedingungen, verbunden durch ein und. Das Geometrieelement muss in vereinfachter Darstellung angegeben und nicht im CAD-Modell enthalten sein. Ein Gewinde, das so gezeichnet ist, wie Gewinde normalerweise gezeichnet werden, als Kreis und unterbrochener Kreis oder als zwei Linien neben dem Schaft, ohne Helix im Modell, erfüllt beide. Auf der überwältigenden Mehrheit realer Zeichnungen erreicht die allgemeine geometrische Spezifikation das Gewinde also überhaupt nicht. Wenn Sie an diesem Gewinde etwas festgelegt haben wollen, spezifizieren Sie es.

Nach dieser Regel lebt die Welt der Verbindungselemente bereits, nur von der anderen Seite her. Das Gewinde hat ein eigenes Toleranzsystem mit Klassen wie 6g und 6H, und dieses System wirkt nicht mit einer allgemeinen Profiltoleranz auf den umliegenden Flächen zusammen (was eine Gewindetoleranzklasse tatsächlich festlegt). ISO 22081 macht die Trennung ausdrücklich, statt sie dem Schlussfolgern zu überlassen.

Warum siebzehn Gewindebohrungen eine eigene Angabe bekamen

Zurück zu der Zeichnung, mit der alles begann. Der Anwendungsbereich von ISO 22081 ist auf eine Weise eng, die man leicht überliest:

Ein integrales Geometrieelement ist in Abschnitt 3.3 als geometrisches Element definiert, das zur wirklichen Oberfläche des Werkstücks oder zu einem Oberflächenmodell gehört. Eine Oberfläche. Etwas, das man mit einem Taster berühren kann.

Die Achse einer Bohrung ist keine Oberfläche. Dieser Schluss ist unserer, kein Satz der Norm, und die Norm verweist für die formalen Definitionen auf ISO 17450-1, die wir nicht gelesen haben. Wenn die allgemeine geometrische Spezifikation aber nur Oberflächen erreicht, dann kann sie die Lage einer Bohrungsachse nicht festlegen, und ein Konstrukteur, der die Lage einer Gewindebohrung eingehalten haben will, hat keine andere Wahl, als eine einzelne Positionstoleranz mit Bezügen zu schreiben. Genau das stand auf jener Zeichnung, siebzehnmal.

Die beiden Dinge, die wie eine europäische Marotte aussahen, sind also dasselbe. Die Abstände verloren ihr Plus und Minus, weil Lage kein Größenmaß ist, und die Gewindebohrungen bekamen Positionsangaben und Bezüge, weil Lage einzeln festgelegt werden muss oder gar nicht festgelegt ist. Der Stapel neuer Bezüge ist kein Füllstoff. Er ist das Bezugssystem, auf das die allgemeine Spezifikation verweisen muss, und er leistet die Arbeit, die die alten Klassen H, K und L ohne ein solches leisteten.

Eine zweite Norm kommt von der Messseite her an denselben Punkt. Sie sagt, dass ein Abstand zwischen zwei abgeleiteten Geometrieelementen, woraus ein Lochbild besteht, überhaupt kein Größenmaß ist und dass eine Plus-Minus-Toleranz darauf an einem realen Teil mehrdeutig ist. Gleicher Schluss, anderer Weg: Die Lage einer Achse lässt sich mit einem gewöhnlichen Maß nicht festlegen.

Die Zeichnung selbst beurteilen wir nicht. Wir haben sie nicht, und eine Regel kann korrekt angewendet und trotzdem schlecht umgesetzt sein. Sagen können wir, dass der Rahmen, in dem der Lieferant arbeitet, real, aktuell und veröffentlicht ist.

Die zwei Warnungen, die die Norm ihren eigenen Anwendern gibt

Abschnitt 4.1 beginnt damit, Konstrukteuren zu sagen, was allgemeine Spezifikationen sie kosten. Die genannten Risiken sind „das Übersehen wichtiger funktionaler Anforderungen“ und „die Wahl unnötig enger Toleranzen im Hinblick auf die funktionale Anforderung“. Dann legt sie die Last dorthin zurück, wo sie hingehört: Es liegt in der Verantwortung des Konstrukteurs sicherzustellen, dass „das gesamte Teil, d. h. alle geometrischen Elemente, vollständig und eindeutig spezifiziert ist“.

Das ist dasselbe Argument, das diese Website zur alten Schriftfeld-Zeichenfolge aus Sicht des Einkaufs vorgebracht hat, und es ist gut, es in den eigenen Worten der Norm zu finden. Eine allgemeine Toleranz ist eine Aussage über alles, was Sie nicht für wert hielten, einzeln zu tolerieren, und sie wird am ganzen Teil geltend gemacht.

Noch eine Zeile, die man mitnehmen sollte. Anmerkung 2 unter Regel D sagt, die allgemeinen geometrischen Spezifikationen entsprechen dem Unabhängigkeitsprinzip und dem Prinzip des Geometrieelements. Unabhängigkeit bedeutet, dass eine Maßabweichung und eine Formabweichung getrennt geprüft werden, sofern nichts anderes angegeben ist; deshalb setzt das Beispiel in Bild 1 den Modifikator für die Hüllbedingung von Hand wieder auf die Längenmaße. Wenn Sie Maß und Form auf dieser Zeichnung gekoppelt haben wollen, müssen Sie es verlangen.

Was daraus folgt

• ISO 2768-2:1989 ist zurückgezogen, Stadium 95.99, überarbeitet durch ISO 22081:2021. Bestätigt durch den ISO-Katalog und durch das Vorwort des Nachfolgers selbst
• ISO 2768-1:1989 ist weiterhin veröffentlicht, bestätigt 2022, Stadium 90.92, zu überarbeiten, mit einem Nachfolger in Entwicklung. Die Hälfte einer Angabe ISO 2768-mK lebt also, die andere nicht
• Die neue allgemeine geometrische Spezifikation ist eine Flächenprofiltoleranz zu einem Bezugssystem. Nur eine Eigenschaft, und ein Bezugssystem ist Teil der Angabe
• ISO 22081 enthält weder Klassen noch Toleranzwerte. Sie liefern die Zahl, auf der Zeichnung oder in einem referenzierten Dokument
• Sie gilt nur für integrale Geometrieelemente. Oberflächen und Größenmaßelemente. Keine abgeleiteten Geometrieelemente, keine integralen Linien
• Regel D nimmt Gewinde aus, die in vereinfachter Darstellung angegeben und nicht im CAD-Modell enthalten sind, was fast jedes Gewinde auf fast jeder Zeichnung beschreibt
• Ein Lochbild aus Gewindebohrungen braucht daher eine eigene Positionstoleranz und eigene Bezüge. Die Allgemeintoleranz kann keine Achse verorten

Der Zerspaner in jenem Thread fragte, ob nur er nicht auf dem Laufenden sei. Das war er nicht, und das Laufende hat eine Dokumentnummer. Unbequem ist, dass sich die Änderung über einunddreißig Jahre angebahnt hat und in einer vierzehnseitigen Norm steht, die fast nichts darüber sagt, wie eng irgendetwas sein soll.

Dieser Beitrag behandelt Schritt 6: Dokumentation. Die vollständige Reihenfolge lautet Grundwerkstoff, Gewinde, Kopf, Antrieb, Oberfläche und Dokumentation. Warum eine andere Reihenfolge Nacharbeit verursacht, erläutert der englische Beitrag Specifying a screw.

Häufige Fragen

Ist ISO 2768-2 noch gültig?

Nein. Die ISO nennt als Status zurückgezogen, im Stadium 95.99, und nennt ISO 22081:2021 als das Dokument, das sie überarbeitet hat. ISO 22081 sagt dasselbe von der anderen Seite: Ihr Vorwort stellt fest, dass die erste Ausgabe ISO 2768-2:1989 annulliert und ersetzt. Eine bereits nach ISO 2768-2 freigegebene Zeichnung bedeutet weiterhin, was sie sagte, denn die Zeichnung nennt das maßgebliche Dokument.

Ist ISO 2768-1 ebenfalls zurückgezogen?

Nein. Sie ist veröffentlicht, wurde zuletzt 2022 überprüft und bestätigt und steht im Stadium 90.92, zu überarbeiten. Der ISO-Eintrag sagt, sie werde voraussichtlich in den kommenden Monaten durch eine Norm mit der Nummer ISO 2768 ersetzt, und dieses Projekt ist in Entwicklung. Den Entwurf haben wir nicht gelesen, und wir sagen nichts darüber.

Was hat die Klassen H, K und L ersetzt?

Eine Flächenprofiltoleranz mit Bezug auf ein Bezugssystem, ausgeschrieben im oder neben dem Schriftfeld. Regel C von ISO 22081 legt fest, dass die allgemeine geometrische Spezifikation mit einer Flächenprofilspezifikation anzugeben ist, und die Anmerkung unter Tabelle 1 ergänzt, dass die Eigenschaft nur das Flächenprofil sein kann.

Sagt mir ISO 22081, welche Toleranz ich verwenden soll?

Nein. Die Norm gibt Regeln für die Angabe und Auslegung einer allgemeinen Spezifikation, keine Werte. Toleranzwerte können Einzelwerte oder veränderlich sein; veränderliche können von der Größe des Geometrieelements oder seinem Abstand zum Bezugssystem abhängen, und wo sie sich ändern, erwartet die Norm eindeutige Regeln, wie sie aus einer Tabelle im Zeichnungssatz oder aus einem anderen referenzierten Dokument zu entnehmen sind.

Gilt die Allgemeintoleranz für Gewinde?

Nicht für ein Gewinde, das in vereinfachter Darstellung angegeben und nicht im CAD-Modell enthalten ist; das ist die vierte Ausnahme in Regel D und beschreibt, wie Gewinde auf den meisten Zeichnungen dargestellt werden. Beide Bedingungen müssen erfüllt sein. Alles, was am Gewinde festgelegt sein soll, muss einzeln spezifiziert werden.

Warum hat eine Zeichnung nach ISO 22081 so viele Bezüge?

Weil die allgemeine geometrische Spezifikation eine Profiltoleranz ist und eine Profiltoleranz sich auf ein Bezugssystem bezieht. Das Beispiel in Bild 1 zeigt drei Bezugsbuchstaben. Unter ISO 2768-2 brauchten die allgemeinen geometrischen Klassen überhaupt keinen Bezug; eine Zeichnung, die auf das neue Dokument umgestellt wird, erhält also ein Bezugssystem, das sie vorher nicht angeben musste.

Kann eine Allgemeintoleranz die Position einer Gewindebohrung festlegen?

Nach unserer Lesart nicht. ISO 22081 gilt nur für integrale Geometrieelemente und ausdrücklich nicht für abgeleitete, und Abschnitt 3.3 definiert ein integrales Geometrieelement als eines, das zur wirklichen Oberfläche des Werkstücks gehört. Eine Achse ist keine Oberfläche. Die Norm spricht diese Folgerung nicht aus und verweist für die formalen Definitionen auf ISO 17450-1, die wir nicht gelesen haben; betrachten Sie den Schluss daher als unseren.

Was hat das Unabhängigkeitsprinzip hier zu tun?

Anmerkung 2 unter Regel D stellt fest, dass die allgemeinen geometrischen Spezifikationen dem Unabhängigkeitsprinzip und dem Prinzip des Geometrieelements entsprechen. Im ausgeführten Beispiel in Bild 1 tragen die Längenmaße den Modifikator für die Hüllbedingung ausdrücklich, was zu erwarten ist, wenn Unabhängigkeit der Standard ist und der Konstrukteur Maß und Form an diesen Geometrieelementen gekoppelt haben will.

Welche Norm definiert Modifikatoren wie CZ und UZ?

Nicht diese. ISO 22081 sagt, dass außer der Eigenschaft Spezifikationselemente aus ISO 5459 und ISO 1101 verwendet werden dürfen. Keine der beiden haben wir gelesen, und diese Seite erklärt keinen Modifikator daraus.

Quellen

• ISO 22081:2021, Geometrical product specifications (GPS), geometrical tolerancing, general geometrical specifications and general size specifications. Vorwort, Einleitung, Abschnitte 1 bis 5.2, Tabelle 1, Bilder 1 und 2
• ISO 2768-2:1989, der zurückgezogene geometrische Teil, Katalogeintrag mit Status, Stadium und Überarbeitung
• ISO 2768-1:1989, der veröffentlichte Maßteil, Katalogeintrag mit Status, Überprüfungsdatum und Stadium
• r/Metrology, wo eine Zeichnung voller Positionsangaben und Bezüge die Frage auslöste

ISO 22081:2021 wurde in der öffentlich zugänglichen iTeh-Vorschau gelesen, die bis zur gedruckten Seite 4 reicht und Inhaltsverzeichnis, Vorwort, Einleitung, Anwendungsbereich, normative Verweisungen, Begriffe, Abschnitt 4 vollständig sowie die Abschnitte 5.1 und 5.2 umfasst. Abschnitt 5.3 über Bezugssysteme, Abschnitt 6 über allgemeine Größenmaßspezifikationen, Tabelle 2 und alle drei Anhänge liegen außerhalb der Vorschau; nichts daraus wird hier zitiert oder charakterisiert. Die Katalogangaben zu allen drei Normen wurden auf den eigenen Seiten der ISO im Browser gelesen: ISO 22081:2021 ist eine erste Ausgabe, Februar 2021, vierzehn Seiten, ISO/TC 213, ICS 17.040.40, Stadium 90.93, bestätigt 2026; ISO 2768-2:1989 ist im Stadium 95.99 zurückgezogen, acht Seiten, überarbeitet durch ISO 22081:2021; ISO 2768-1:1989 ist im Stadium 90.92 veröffentlicht, drei Seiten, bestätigt 2022, mit einem Nachfolger in Entwicklung. Die folgenden Punkte sind unsere eigene Rechnung oder Lesart, keine Aussagen eines dieser Dokumente: die Beobachtung, dass die ersten beiden Ausnahmen in Regel D den Vorrang und nicht den Ausschluss regeln, der Vergleich einer Angabe nach ISO 2768 aus zwei Buchstaben mit der vierzeiligen Angabe in Bild 1, der Vergleich der Seitenzahlen und vor allem der Schluss, dass die allgemeine geometrische Spezifikation die Lage einer Bohrungsachse nicht festlegen kann; er folgt daraus, dass der Anwendungsbereich abgeleitete Geometrieelemente ausschließt und Abschnitt 3.3 ein integrales Geometrieelement als zur wirklichen Oberfläche gehörend definiert, doch die Norm sagt ihn nicht mit diesen Worten. ISO 17450-1, wo die formalen Definitionen integraler und abgeleiteter Geometrieelemente stehen, wurde nicht gelesen. Die Toleranzklassen und -werte von ISO 2768-2 werden hier nicht wiedergegeben; dieses Dokument wurde nicht gelesen, und seine Beschreibung stammt aus der veröffentlichten Kurzfassung der ISO. Die im Forumsthread erfragten Modifikatoren gehören zu ISO 1101 und ISO 5458, die wir beide nicht gelesen haben, und keiner wird auf dieser Seite erklärt. Die Zeichnung im Thread, die wir nicht gesehen haben, beurteilen wir nicht, und wir nennen kein Unternehmen. Wir haben den Beitrag gelesen, nicht die Antworten darauf. Bild 1, Bild 2, Tabelle 1 und der Wortlaut von Regel D wurden an gerenderten Bildern der gedruckten Seiten statt an extrahiertem Text geprüft. Diese Seite korrigiert eine frühere: die Seite zum Schriftfeld mit ISO 2768 sagte zuvor, die Zurückziehung von Teil 2 werde vielfach berichtet, sei aber unbestätigt; diese Formulierung wurde ersetzt.