ISO-GPS: Matrix-Modell und Grundsätze
Das GPS-Matrix-Modell
DIN EN ISO 14638:2015-12 – Geometrische Produktspezifikation (GPS)
- Die ISO-GPS-Normen dienen der Festlegung geometrische Eigenschaften (Längenmaße, Radien, Winkel, Form- Lage- und Oberflächentolerierung, Bezüge …) und der Prüfung der Werkstücke in der jeweiligen Arbeitspraxis
- Sie beinhalten die Anforderungen aller Anwendungsbereiche (Konstruktion, Zeichnungserstellung, Fertigung, Prüf- und Messtechnik, Kalibrierung und Auswertung der Messdaten)
- Sie erleichtern die internationale Zusammenarbeit auf vertraglich einheitlicher Basis (Vorgaben, Spezifikationen, Vereinbarungen …)
- Die GPS-Normen werden im GPS-Matrix-Modell strukturiert abgebildet und sind mit den jeweils relevanten Informationen im Anhang jeder GPS-Norm dargestellt
Die Normen im ISO-GPS-System (DIN EN ISO 14638:2015-12 ) werden eingeteilt in:
- GPS-Grundnormen (Fundamentale GPS-Normen)
- Allgemeine GPS-Normen
- Ergänzende GPS-Normen
GPS-Matrix-Modell nach DIN EN ISO 14638:2015
Die folgende Abbildung zeigt das GPS-Matrix-Modell für die ISO-GPS-Grundnormen und allgemeine ISO-GPS-Normen.
Die Kettenglieder werden wie folgt zugeordnet:
A) Symbole und Angaben (früher Kettenglied 1)
B) Toleranzzonen und Parameter (früher Kettenglied 2)
C) Merkmale von Geometrieelementen (früher Kettenglied 3)
D) Vergleich und Übereinstimmung (Neu)
E) Messung (früher Kettenglied 4)
F) Messgerät (früher Kettenglied 5)
G) Kalibrierung (früher Kettenglied 6)
Grundsätze von DIN EN ISO 8015
Nachfolgend erhalten Sie eine detaillierte Übersicht der GPS-Grundsätze, die Sie in kompakter Form auch im Beitrag „ISO-GPS: Ausgewählte Normen – eine Einordnung“ nachlesen können.
5.1 Grundsatz des Aufrufens
ISO-GPS-Systems oder Symbole zutreffender Normen in der Produktspezifikation aufgerufen werden, gilt das gesamte ISO-GPS-System als aufgerufen. „ISO 8015“ muss somit nicht mehr zwingend im Schriftfeld aufgeführt werden, um das Unabhängigkeitsprinzip anzuwenden.
Schriftfeld mit möglichen ISO-GPS-Normen-Angaben. Zur Eindeutigkeit und um Missverständnisse zu vermeiden kann ISO 8015 weiterhin im Schriftfeld eingetragen werden.
Durch die folgenden Angaben in einer Zeichnung wird das komplette ISO-GPS-System aufgerufen:
5.2 Grundsatz der GPS-Normenhierarchie
Die Normen des ISO-GPS-Systems sind entsprechend anzuwenden.
5.3 Grundsatz der bestimmenden Zeichnung
Anforderungen, die nicht auf der Zeichnung (gesamte Dokumentation zur Spezifikation des Werkstückes) angegeben sind, können vertragsrechtlich nicht geltend gemacht werden.
5.4 Grundsatz des Geometrieelementes
Wenn nicht anders angegeben, gilt jede GPS-Spezifikation für ein Geometrieelement oder die Beziehung zwischen Geometrieelementen.
5.5 Grundsatz der Unabhängigkeit
Wenn nicht anders angegeben, muss jede GPS-Anforderung an ein Geometrieelement oder eine Beziehung zwischen Geometrieelementen unabhängig von anderen Anforderungen erfüllt werden (Tolerierungsgrundsatz „Unabhängigkeitsprinzip“). Ausnahmen können durch entsprechende GPS-Modifikationssymbole (CZ, (M), (E)) eingetragen werden.
5.6 Grundsatz der Dezimaldarstellung
Nicht angegebene Dezimalstellen in GPS-Normen und Zeichnungen sind Nullen.
Beispiele: 12,5 = 12,5000… oder ± 0,3 = ± 0,3000…
5.7 Grundsatz der Standardfestlegung
Standardspezifikationsoperatoren (Beispiel: (LP) Zweipunktmaß) werden durch die GPS-Normen festgelegt und sind somit nicht unmittelbar in einer Zeichnung sichtbar.
Durch die Verwendung von Modifikationssymbolen (Beispiel: (E) Hüllbedingung) auf einer Zeichnung können die Standardoperatoren geändert werden.
5.8 Grundsatz der Referenzbedingungen
GPS-Spezifikationen gelten bei Referenztemperatur (ISO 1; 20°C) und bei nicht verschmutztem Werkstück. Andere zusätzliche Bedingungen müssen auf einer Zeichnung angegeben werden.
5.9 Grundsatz des starren Werkstücks
GPS-Spezifikationen gelten für Werkstücke mit theoretisch unendlich großer Steifigkeit in freiem Zustand.
Andere zusätzliche Bedingungen (z.B. „Freier Zustand“ nach ISO 10579) müssen auf einer Zeichnung angegeben werden.
5.10 Grundsatz der Dualität
Durch Spezifikationsoperatoren (Zeichnungsangaben) sind die Messgrößen und Messbedingungen, unabhängig von einem Messsystem, in Zeichnungen vollständig und eindeutig vom Konstrukteur anzugeben. Mehrdeutigkeiten sind zu beseitigen.
Verifikationsoperatoren werden bei der Prüfplanung festgelegt. Sie beschreiben die Art und Weise (Prüf-, Messmethode, Messsystem…) wie Spezifikationsoperatoren überprüft werden. Vorhandene Verfahrensunsicherheiten (Messunsicherheiten) sind entsprechend (nach DIN EN ISO 14253) zu berücksichtigen.
5.11 Grundsatz der Funktionsbeherrschung
Die Funktionen eines Werkstückes sind durch die Angaben zutreffender GPS-Spezifikationen vollständig zu beschreiben. Da dies in der Praxis nicht immer eindeutig möglich ist, kann es
zu Mehrdeutigkeiten in der Beschreibung führen. Diese sind dann von der Konstruktion zu verantworten.
5.12 Grundsatz der allgemeinen Spezifikation
Für alle Merkmale eines Geometrieelementes oder Beziehungen zwischen Geometrieelementen, für die keine individuelle GPS-Spezifikationen festgelegt wurden, gelten die allgemeinen GPS-Spezifikationen (default-Definitionen), die in der Nähe des Schriftfeldes angegeben sind.
Änderungen für Hüllbedingung, gemeinsame Toleranzzone, kunden- oder unternehmensspezifische Spezifikationen usw. müssen durch entsprechende Angaben in der Zeichnung oder im Schriftfeld vorgenommen werden.
5.13 Grundsatz der Verantwortlichkeit
Die Verantwortung für die vollständigen und eindeutigen Angaben der Spezifikationsoperatoren liegt beim Konstrukteur. Er hat mehrdeutige Auslegungen zu verantworten.
Die Festlegung geeigneter Verifikationsoperatoren wird unter Berücksichtigung der vorhandenen Messunsicherheit von der Qualitätssicherung verantwortet.
6.3 Abgewandelte standardmäßige GPS-Spezifikation
Wenn Normen, Regelwerke oder andere Festlegungen zur Anwendung kommen, die keine ISO-GPS- Normen sind, kann dies als abgewandelter Standard zum Beispiel durch die Angaben
Tolerierung ISO 8015 (AD) 1 ASME Y14.5:2009
Tolerierung ISO 8015 (AD) 2 DIN EN ISO 291:2008-08-23/50-Class 2
Tolerierung ISO 8015 (AD) 3 Werknorm 38.415.2011-02
in der Nähe des Schriftfeldes eingetragen werden. „AD“ bedeutet „altered default“, zu Deutsch: abgewandelter Standard.
Sind mehrere Angaben erforderlich, müssen sie nummeriert werden.
Der Autor Manfred Weidemann ist DGQ-Trainer und Geschäftsführer von Quality Office. Quality Office betreut seit über 25 Jahren kleine und mittelständische Unternehmen in den Bereichen Qualitätsmanagement, Prozessoptimierung, Zeichnungsprüfung und Längenprüftechnik/Fertigungsmesstechnik.
