Passungsrechner ISO 286
Toleranzfelder für Bohrung und Welle berechnen — mit Toleranzfeld-Diagramm, Spielberechnung und gängigen Passungs-Presets.
Nennmaß
Gängige Passungen
| Oberes Abmaß (µm) | Unteres Abmaß (µm) | Ist-Maß (mm) | |
|---|---|---|---|
| Bohrung H7 | + | NaN … NaN | |
| Welle g6 | NaN … NaN |
Was sind ISO-Passungen? Das System nach ISO 286
In der Fertigungstechnik beschreibt eine Passung das Zusammenspiel zweier Bauteile — typischerweise einer Bohrung (Innenmaß) und einer Welle (Außenmaß). Die Norm ISO 286 (ehemals DIN 7150) legt ein international einheitliches Toleranzsystem fest, das die Austauschbarkeit von Bauteilen in der Serienfertigung sicherstellt. Ohne dieses System wäre die moderne Massenfertigung undenkbar: Jedes Lager, jede Buchse und jede Welle muss innerhalb definierter Grenzen gefertigt werden, damit die Funktion zuverlässig gewährleistet ist.
Das ISO-Passungssystem basiert auf zwei Komponenten: dem Grundabmaß (Lage des Toleranzfeldes, dargestellt durch einen Buchstaben) und dem Grundtoleranzgrad (Breite des Toleranzfeldes, dargestellt durch eine IT-Zahl). Großbuchstaben wie H, G, K bezeichnen Bohrungen, Kleinbuchstaben wie h, g, k bezeichnen Wellen. Die Kombination — beispielsweise H7/g6 — definiert die Passung vollständig.
Passung = Bohrungstoleranzfeld + WellentoleranzfeldGrundprinzip der ISO-PassungSpiel = Istmaß Bohrung − Istmaß WelleSpiel > 0: Spielpassung | Spiel < 0: PresspassungEinheitsbohrung und Einheitswelle
In der Praxis werden Passungen nach zwei Systemen ausgelegt:
Einheitsbohrung (System H)
Die Bohrung erhält stets das Toleranzfeld H (unteres Abmaß = 0). Die gewünschte Passung wird über die Wellentoleranz bestimmt. Dies ist das mit Abstand häufigste System, da Bohrungen schwieriger und teurer nachzuarbeiten sind als Wellen. Etwa 80 % aller technischen Zeichnungen verwenden Einheitsbohrung.
Einheitswelle (System h)
Die Welle erhält das Toleranzfeld h (oberes Abmaß = 0). Die Passung wird über die Bohrungstoleranz gesteuert. Dieses System wird eingesetzt, wenn eine Welle mehrere unterschiedliche Passungsstellen aufweist — zum Beispiel bei einer Getriebewelle mit verschiedenen Lagersitzen und Zahnrädern.
Grundtoleranzgrade (IT-Grade) erklärt
Die ISO-Grundtoleranzgrade IT01 bis IT18 definieren die Breite des Toleranzfeldes. Je kleiner die IT-Zahl, desto enger die Toleranz und desto höher die Anforderung an die Fertigung:
| IT-Grad | Typische Anwendung | Fertigungsverfahren |
|---|---|---|
| IT01–IT4 | Endmaße, Lehren, Präzisionslager | Schleifen, Läppen, Honen |
| IT5–IT7 | Maschinenbau-Passungen (H7/g6, H7/k6) | Feindrehen, Schleifen, Reiben |
| IT8–IT11 | Allgemeiner Maschinenbau, Bolzen | Drehen, Fräsen |
| IT12–IT18 | Grobbearbeitung, Gussteile, Schweißbau | Sägen, Brennschneiden |
Für Standard-Passungen im Maschinenbau sind die Grade IT6 (Welle) und IT7 (Bohrung) am weitesten verbreitet. Die Bohrung erhält einen Grad mehr, da sie fertigungstechnisch schwieriger herzustellen ist.
Passungsarten im Überblick
Spielpassung (Clearance Fit)
Bei einer Spielpassung ist das Mindestspiel stets größer als null — die Welle ist immer kleiner als die Bohrung. Typische Anwendung: frei drehende Teile, Gleitlagerungen, leicht demontierbare Verbindungen.
Übergangspassung (Transition Fit)
Die Toleranzfelder von Bohrung und Welle überlappen sich. Je nach tatsächlichen Fertigungsmaßen kann sowohl leichtes Spiel als auch leichtes Übermaß auftreten. Typisch sind Passfedernuten, Nabensitze und Zentrierungen.
Presspassung (Interference Fit)
Das Höchstspiel ist immer negativ — die Welle ist stets größer als die Bohrung. Die Montage erfordert Einpressen, Erwärmen des Außenteils oder Unterkühlen des Innenteils. Presspassungen werden für Lagersitze, Schrumpfverbindungen und Schwungscheiben eingesetzt.
| Passung | Passungsart | Typisches Spiel/Übermaß (Ø 50 mm) | Anwendungsbeispiel |
|---|---|---|---|
| H7/f6 | Spielpassung (weit) | +25 … +68 µm | Gleitlager, Kolben in Zylindern |
| H7/g6 | Spielpassung (eng) | +9 … +50 µm | Schiebesitze, Wechselräder |
| H7/h6 | Spielpassung (min.) | 0 … +41 µm | Führungen, Zentrierungen |
| H7/k6 | Übergangspassung | −18 … +23 µm | Passfedern, Riemenscheiben |
| H7/m6 | Übergangspassung (fest) | −25 … +16 µm | Zahnräder auf Wellen |
| H7/n6 | Übergangspassung (fest) | −33 … +8 µm | Kupplungsnaben, Lagerinnenringe |
| H7/p6 | Presspassung (leicht) | −42 … −1 µm | Lagersitze, Buchsen |
| H7/r6 | Presspassung (mittel) | −51 … −10 µm | Wälzlager-Innenringe bei Umlauflasten |
| H7/s6 | Presspassung (fest) | −59 … −18 µm | Permanentmagnete, Schrumpfverbindungen |
Schritt für Schritt: Die richtige Passung für ein Wälzlager wählen
Die Wahl der korrekten Lagersitz-Passung ist entscheidend für die Lebensdauer und Funktion eines Wälzlagers. Folgende systematische Vorgehensweise hilft bei der Auswahl:
- Lastart bestimmen: Ist der Innenring drehend (Umlauflast am Innenring) oder stehend (Punktlast)? Bei Umlauflast am Innenring muss dieser fest sitzen — Presspassung wählen.
- Lagertyp und Größe prüfen: Rillenkugellager, Zylinderrollenlager und Kegelrollenlager haben unterschiedliche Anforderungen an die Toleranzfelder. Lagerhersteller wie SKF, FAG oder NSK geben spezifische Empfehlungen.
- Belastungsverhältnis berechnen: Leichte Belastung (P ≤ 0,05 · C) erlaubt engere Spielpassungen, schwere Belastung (P > 0,1 · C) erfordert festere Presspassungen für den umlaufenden Ring.
- Temperaturverhältnisse beachten: Bei hohen Betriebstemperaturen dehnt sich die Welle stärker aus. Das anfängliche Übermaß muss ausreichen, damit der Sitz auch im Betrieb fest bleibt.
- Axiale Verschiebbarkeit prüfen: Festlager werden axial fixiert und erhalten einen festen Sitz. Loslager müssen sich axial verschieben können — hier ist eine Spielpassung am Gehäuse nötig.
- Montage und Demontage planen: Muss das Lager regelmäßig gewechselt werden? Dann sollte zumindest ein Ring mit Spielpassung montiert werden, um die Demontage zu vereinfachen.
Praxisbeispiele aus dem Maschinenbau
Beispiel 1: Rillenkugellager 6210 auf einer Pumpenwelle
Ein Rillenkugellager 6210 (Bohrung Ø 50 mm) wird als Festlager auf einer Pumpenwelle montiert. Der Innenring dreht mit — es liegt Umlauflast am Innenring vor. Die Belastung ist mittel (P ≈ 0,07 · C). Die Empfehlung des Lagerherstellers lautet k5 bis m5 für die Welle und H7 für das Gehäuse. In der Praxis wird häufig H7/k6 (Welle) und H7 (Gehäuse) gewählt. Das ergibt am Wellensitz ein Übermaß von ca. 2–18 µm — gerade genug für einen festen Sitz bei moderater Belastung.
Beispiel 2: Passfeder-Verbindung für ein Zahnrad
Ein Stirnzahnrad sitzt auf einer Getriebewelle Ø 40 mm und überträgt ein Drehmoment von 120 Nm über eine Passfeder. Die Nabe des Zahnrads erhält die Passung H7/k6 — eine leichte Übergangspassung. Diese stellt sicher, dass die Nabe nur geringes Spiel oder leichtes Übermaß hat und über die Passfeder das Drehmoment überträgt, ohne beim Wellenversatz zu klemmen.
Toleranzfeldlage: Von A bis Z
Die Buchstabenbezeichnung legt die Lage des Toleranzfeldes relativ zum Nennmaß fest. Für Wellen gilt: Buchstabe a liegt weit unter dem Nennmaß (großes Spiel), h endet genau am Nennmaß (oberes Abmaß = 0), und Buchstaben ab k liegen zunehmend über dem Nennmaß (Übermaß). Für Bohrungen ist die Systematik gespiegelt: A liegt weit über dem Nennmaß und H beginnt genau am Nennmaß (unteres Abmaß = 0).
Toleranzfeld ablesen
Der Buchstabe bestimmt die Lage, die IT-Zahl die Breite. H7 bedeutet: unteres Abmaß = 0, Toleranzbreite = IT7. Bei Ø 50 mm ist IT7 = 25 µm, also: Bohrung von 50,000 bis 50,025 mm.
Warum IT7/IT6?
Die Bohrung erhält einen gröberen IT-Grad (IT7) als die Welle (IT6), weil Innenbearbeitungen (Reiben, Innenschleifen) technologisch anspruchsvoller sind als Außenrundschleifen.
Diagramm nutzen
Im Toleranzfeld-Diagramm unseres Rechners sehen Sie die Lage beider Toleranzfelder grafisch. Überlappung = Übergangspassung, Abstand = Spielpassung, vollständige Überlagerung oberhalb = Presspassung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
H7/g6 ist eine enge Spielpassung im System Einheitsbohrung. H7 definiert die Bohrungstoleranz (unteres Abmaß = 0, Toleranzbreite IT7), g6 die Wellentoleranz (oberes Abmaß negativ, Toleranzbreite IT6). Es besteht immer ein kleines Spiel — die Welle lässt sich von Hand einschieben, sitzt aber ohne merkliches Wackeln.
Einheitsbohrung (H-System) ist der Standard bei rund 80 % aller Anwendungen. Einheitswelle (h-System) wird gewählt, wenn eine Welle mehrere verschiedene Passungsstellen besitzt — z. B. eine Getriebewelle mit Lagersitzen, Zahnrädern und Dichtungen. So bleibt die Welle durchgehend auf einem Maß und nur die Bohrungen variieren.
Das Höchstspiel ergibt sich aus dem Höchstmaß der Bohrung minus dem Mindestmaß der Welle. Das Mindestspiel aus dem Mindestmaß der Bohrung minus dem Höchstmaß der Welle. Ist das Ergebnis negativ, spricht man von Übermaß statt Spiel. Unser Rechner oben berechnet diese Werte automatisch.
Für den umlaufend belasteten Ring wird eine Presspassung (j5 bis m6) gewählt, für den punktbelastet stehenden Ring eine Spielpassung (H7 oder J7). Bei Standardanwendungen empfehlen die meisten Lagerhersteller für den Innenring k5/k6 bei mittlerer Belastung und m5/m6 bei schwerer Belastung.
IT6 und IT7 sind Grundtoleranzgrade nach ISO 286. IT6 ist enger als IT7 — bei einem Nennmaß von 50 mm beträgt IT6 = 16 µm und IT7 = 25 µm. In der Praxis erhält die Welle IT6 und die Bohrung IT7, da Außenbearbeitung präziser als Innenbearbeitung ist.
Ja — durch thermisches Fügen. Das Außenteil wird erwärmt (typisch 80–120 °C über Raumtemperatur), sodass es sich ausdehnt und die Welle eingeschoben werden kann. Alternativ wird die Welle mit Trockeneis oder flüssigem Stickstoff unterkühlt. Nach dem Temperaturausgleich sitzt die Verbindung fest.
Das Grundabmaß ist der dem Nennmaß nächstliegende Grenzabmaß und bestimmt die Lage des Toleranzfeldes. Bei Welle „g" ist das Grundabmaß das obere Abmaß (negativ, also unterhalb des Nennmaßes). Bei Bohrung „H" ist das Grundabmaß das untere Abmaß (= 0, also genau am Nennmaß).
Für IT7 (z. B. H7-Bohrung bei Ø 50 mm) muss die Bohrung auf 25 µm genau gefertigt werden — das erfordert Reiben oder Innenschleifen. IT6 (z. B. g6-Welle) verlangt 16 µm Genauigkeit, typisch durch Außenrundschleifen. Gewöhnliches CNC-Drehen erreicht in der Regel IT8–IT9.