Kurzantwort
Eine Passung wird aus Funktion, Last, Relativbewegung, Montage, Temperatur und Fertigbarkeit gewählt. Das ISO-Passungssystem beschreibt Toleranzlagen und -grade von Bohrungen und Wellen, legt aber nicht automatisch die richtige Anwendung fest. Bei Wälzlagern ist insbesondere entscheidend, welcher Ring relativ zur Lastrichtung umläuft: Ein Ring mit Umfangslast benötigt in der Regel einen ausreichend festen Sitz, damit er nicht auf seinem Sitz wandert.
Passungsarten und ISO-System
Spielpassungen besitzen im Grenzfall immer Spiel, Übermaßpassungen immer Übermaß; Übergangspassungen können je nach Istmaß Spiel oder Übermaß ergeben. ISO 286-1 definiert Grundlagen und Begriffe des Systems für lineare Größenmaße an Zylindern und gegenüberliegenden parallelen Flächen. ISO 286-2 enthält Toleranzklassen und Grenzabweichungen.
Beim Einheitsbohrungssystem wird die Bohrung häufig mit Grundabweichung H festgelegt und die Wellentoleranz an die Funktion angepasst. Beim Einheitswellensystem bleibt die Welle grundlegend konstant. Die Wahl richtet sich nach Fertigungsverfahren, Normteilen, Werkzeugen und Variantenstrategie, nicht nach einer pauschalen Vorliebe.
Funktion vor Toleranzbuchstaben
Vor der Auswahl werden folgende Fragen beantwortet:
- Soll das Teil frei gleiten, genau führen, zentrieren oder Drehmoment übertragen?
- Muss die Verbindung häufig montiert oder gelöst werden?
- Welche Lasten und Lastwechsel wirken?
- Welche Temperaturdifferenzen treten auf?
- Wie werden Maß, Form und Oberfläche gefertigt und geprüft?
- Darf die Verbindung bei maximalem Übermaß noch montiert werden?
- Bleibt bei maximalem Spiel die Funktion erhalten?
Erst danach werden Nennmaß, Toleranzgrad und Toleranzlage gewählt. Tabellenempfehlungen sind Ausgangspunkte und müssen zur konkreten Anwendung passen.
Wälzlagersitze
Bei Wälzlagern muss ein Lagerring auf seinem Sitz gegen Wandern gesichert sein. SKF empfiehlt für einen Ring mit Umfangslast grundsätzlich einen Übermaßsitz. Bei Punktlast kann ein loser Sitz möglich sein, etwa wenn der Außenring axial verschiebbar bleiben soll. Lastgröße, Stoß, Drehzahl, Ringwanddicke, Gehäusewerkstoff und Temperatur beeinflussen die erforderliche Passung.
Ein Übermaß weitet den Innenring oder staucht den Außenring und verringert damit die interne Lagerluft. Zu großes Übermaß kann Lagerluft, Reibung und Temperatur ungünstig verändern; zu geringer Sitz kann Passungsrost, Wandern und Verschleiß verursachen. Bei Hohlwellen ist die höhere elastische Nachgiebigkeit zu berücksichtigen. Herstellerberechnung und Katalogdaten sind verbindliche Grundlage.
Form, Lage und Oberfläche des Sitzes
Eine korrekte Durchmessertoleranz garantiert keinen geeigneten Sitz. Rundheit, Zylindrizität, Koaxialität, Schulterrechtwinkligkeit und Übergangsradien beeinflussen Lastverteilung und Montage. SKF weist darauf hin, dass Maß- und geometrische Toleranzen des Sitzes für die Lagerfunktion besonders relevant sind.
Schulterhöhen und Freistiche müssen den Lagerring sicher abstützen, ohne Fase oder Radius zu berühren. Oberflächenrauheit beeinflusst tatsächliches Übermaß, Setzen, Montagekraft und Korrosionsneigung. Rauheitsangabe und Fertigungsverfahren sind auf den Sitz abzustimmen.
Nabenverbindungen und Drehmomentübertragung
Eine zylindrische Übermaßverbindung überträgt Drehmoment und Axialkraft über Kontaktpressung und Reibung. Die Auslegung umfasst erforderliche Pressung, Werkstoffgrenzen von Welle und Nabe, Reibwert, Fügeverfahren, Temperatur und Oberflächenzustand. Dünnwandige Naben können sich stärker aufweiten; Kerben, Nuten und Absätze verändern den Spannungszustand.
Passfedern, Keilwellen, Spannsätze und Polygonprofile kombinieren Zentrierung und Drehmomentübertragung unterschiedlich. Eine Passfeder ist nicht automatisch eine spielfreie Zentrierung. Werden Drehmoment und Zentrierung über unterschiedliche Merkmale realisiert, müssen deren Toleranzen und Montagefolge aufeinander abgestimmt sein.
Temperatur und Montage
Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten und Bauteiltemperaturen verändern Spiel oder Übermaß. Bei Aluminiumgehäusen mit Stahlringen kann ein Sitz bei Temperatur anders reagieren als bei Raumtemperatur. Reibungswärme, Umgebung und Montagezustand sind deshalb in den Grenzfällen zu betrachten.
Montagekräfte dürfen nicht durch die Wälzkörper geleitet werden. Bei thermischer Montage sind Herstellergrenzen, Dichtungen, Schmierstoff und Gefüge zu beachten. Ein Bauteil darf nicht unkontrolliert mit offener Flamme erwärmt werden. Demontagewege, Abziehflächen, Druckölanschlüsse oder Gewindebohrungen sollten bereits konstruktiv vorgesehen werden.
Prüfen der Grenzfälle
Für die Freigabe werden mindestens maximales und minimales Spiel beziehungsweise Übermaß berechnet. Dazu kommen Formabweichungen, Beschichtung, Temperatur und Messunsicherheit. Bei Funktionsrisiko sind Montageversuche und Temperaturtests sinnvoll. Nennwertbetrachtungen allein sind nicht ausreichend.
Praxis-Checkliste
- Passungsfunktion und Lastart sind beschrieben.
- Grenzspiel und Grenzübermaß sind berechnet.
- Form-, Lage- und Oberflächenanforderungen ergänzen die Maßtoleranz.
- Temperatur und unterschiedliche Werkstoffe sind berücksichtigt.
- Lagerluft, Ringwanderung und Montagekraft sind bewertet.
- Fügeverfahren und Demontage sind praktisch möglich.
- Herstellerangaben und aktuelle Normtabellen wurden projektspezifisch geprüft.
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Über den Autor
Autor: Marco Strauss – staatlich geprüfter Techniker Maschinenbau, Konstrukteur und selbstständiger Entwickler.
Fachgebiete: mechanische Konstruktion, SolidWorks, Maschinen- und Anlagenbau, Blech-, Profil- und Vorrichtungskonstruktion.
Redaktioneller Stand: 31. August 2026.
Hinweis: Projektspezifische Auslegung und anzuwendende Normen sind gesondert zu prüfen.