Nennwerte beherrschen die Extremfälle nicht

Eine O-Ring-Nut kann bei Nennmaßen ideal aussehen und an den Toleranzgrenzen versagen. Minimale Verpressung kombiniert üblicherweise die kleinste wirksame Schnurstärke mit der größten Nuthöhe. Maximale Verpressung kombiniert die größte wirksame Schnurstärke mit der kleinsten Nuthöhe. Maximaler Füllgrad kombiniert das größte O-Ring-Volumen mit dem kleinsten verfügbaren Nutvolumen.

Diese maßgebenden Kombinationen sind nicht für jedes Ergebnis identisch. Eine einzige vermeintliche „Worst-Case-Geometrie“ reicht deshalb nicht aus.

Mit gerichteten Toleranzen beginnen

Speichern Sie jedes wesentliche Maß als Nennwert, positive Toleranz und negative Toleranz. Wandeln Sie es vor der Berechnung in explizite Mindest- und Höchstwerte um. Ein einziges mehrdeutiges „±-Toleranz“-Feld ist ungeeignet, wenn die Zeichnung einseitig toleriert.

Für eine einfache axiale Flächendichtung gilt:

Verpressung = (Schnurstärke − Nuthöhe) / Schnurstärke

Für die minimale Verpressung wird die Kombination verwendet, die dieses Verhältnis minimiert; für die maximale die Kombination, die es maximiert. Bei radialen Dichtungen wird die wirksame radiale Nuthöhe aus den tatsächlichen Grenzmaßen von Bohrung, Stange, Kolben und Nut berechnet.

Füllgrad benötigt eine eigene Volumenkette

Das O-Ring-Volumen hängt vom eingebauten Umfang und der wirksamen Querschnittsfläche ab. Das Nutvolumen hängt von Breite, Tiefe und Pfadlänge ab. Maximale Verpressung ist deshalb kein Ersatz für maximalen Füllgrad. Erwartete Medienquellung vergrößert den Fall des maximalen O-Ring-Volumens, während Temperatur sowohl Elastomer als auch Bauteile verändert.

Funktionale Beiträge einbeziehen

Zur Zeichnungstoleranzkette können außerdem gehören:

  • Exzentrizität und Rundlauf zwischen Bohrung und Welle,
  • Beschichtungs- oder Galvanikdicke,
  • druckbedingte Bauteilausdehnung,
  • Wärmeausdehnung jedes Werkstoffs,
  • Versatz an Trennfugen,
  • Ringdehnung und zugehörige Änderung der Schnurstärke,
  • Verschleißzuschlag bei dynamischem Betrieb.

Verbergen Sie diese Beiträge nicht in einem undokumentierten „Sicherheitsfaktor“. Modellieren Sie sie als benannte Eingaben, damit die technische Grundlage prüfbar bleibt.

Worst-Case- und statistische Verfahren

Arithmetische Worst-Case-Grenzen sind angemessen, wenn jedes zulässige Bauteil ohne Paarung die Konstruktion erfüllen muss. Statistische Methoden können den Fertigungsertrag beschreiben, wenn Maße kontrollierte Verteilungen besitzen; sie machen eine Dichtung außerhalb einer verbindlichen Grenze jedoch nicht akzeptabel. Verwenden Sie statistische Toleranzrechnung nur mit Prozessfähigkeitsdaten, dokumentierten Korrelationsannahmen und vereinbarter Annahmeregel.

Prüfreihenfolge

  1. Einheiten und Maßrichtung verifizieren.
  2. Explizite Mindest- und Höchstgeometrie für Ring und Nut bilden.
  3. Verpressung, Dehnung und Füllgrad unabhängig berechnen.
  4. Das aktive technische Kriterium auf jedes maßgebende Ergebnis anwenden.
  5. Aufzeichnen, welche Eingabeextreme jedes Urteil beherrschen.
  6. Ergebnis mit gemessenen Serienteilen und Betriebsversuchen bestätigen.

Die Rechner der Website führen Nenn-, Mindest- und Höchstgeometrie serverseitig aus und erhalten nicht erfüllte Kriterien im Bericht. Nutzen Sie diese Darstellung, und stellen Sie danach sicher, dass Fertigungszeichnung und Prüfplan dieselben Maße beherrschen.