Zuletzt geprüft 30. Mai 2026
Wuchtgütegrade nach ISO 21940-11: Wie Sie die richtige Toleranz für Ihre Anlage wählen
Die Auswuchtqualität sollte nicht subjektiv beurteilt werden („die Schwingungen sind zurückgegangen"), sondern anhand objektiver, messbarer Kriterien. Internationale Normen legen klare Anforderungen für die zulässige Restunwucht nach dem Auswuchten fest.
Das wichtigste Dokument ist ISO 21940-11 (früher ISO 1940-1:2007), „Mechanische Schwingungen – Auswuchten von Rotoren – Verfahren und Toleranzen für Rotoren mit starrem Verhalten".
Warum Normen notwendig sind:
- Sie wandeln eine subjektive Beurteilung in ein objektives, messbares Kriterium um
- Sie dienen als Grundlage für die Abnahme der Arbeiten durch den Auftraggeber
- Sie schaffen ein Gleichgewicht zwischen technischer Notwendigkeit und wirtschaftlicher Vernunft
- Sie schützen sowohl den Auftragnehmer als auch den Auftraggeber im Streitfall
Was ein G-Grad ist – einfach erklärt
Der Wuchtgütegrad (bezeichnet mit dem Buchstaben G) definiert die zulässige Restunwucht nach dem Auswuchten. Je kleiner die G-Zahl, desto strenger die Anforderung an die Auswuchtgenauigkeit.
Physikalische Bedeutung: Die G-Zahl entspricht der Umlaufgeschwindigkeit des Massenmittelpunkts des Rotors bei seiner Betriebsdrehzahl — dem Produkt aus der zulässigen spezifischen Unwucht und der Winkelgeschwindigkeit (eper × Ω), ausgedrückt in mm/s. Gütegrad G6,3 entspricht beispielsweise 6,3 mm/s.
Wichtig: Dies ist eine Eigenschaft der Restunwucht, nicht der Gehäuse- oder Lagergehäuse-Schwinggeschwindigkeit, die an einer laufenden Maschine nach ISO 20816-3 gemessen wird. Beide hängen zusammen, sind aber nicht dieselbe Zahl.
Ein wichtiges Prinzip: Jeder Anlagentyp hat seinen eigenen empfohlenen Wuchtgütegrad, der unabhängig von der Drehzahl oder der Rotormasse konstant bleibt. Zum Beispiel:
- Brecher → immer Gütegrad G16
- Lüfter und Pumpen → immer G6,3
- Turbinen → immer G2,5
- Spindeln → immer G1,0 oder G0,4
Tabelle der G-Wuchtgütegrade für verschiedene Anlagen
| Gütegrad G | Zulässige Schwinggeschwindigkeit (mm/s) | Anlagentyp | Rotorbeispiele |
|---|---|---|---|
| G4000 | 4000 | Sehr grobes Auswuchten | Starr gelagerte Kurbelwellen langsam laufender Schiffsdieselmotoren (mit ungerader Zylinderzahl) |
| G16 | 16 | Grobes Auswuchten | Brecher, Landmaschinenwellen, Antriebswellen (Kardanwellen) |
| G6,3 | 6,3 | Standard-Industriequalität | Pumpenrotoren, Lüfterräder, Elektromotorenanker, Prozessanlagenkomponenten |
| G2,5 | 2,5 | Höhere Qualität | Gas- und Dampfturbinenrotoren, Turbokompressoren, Werkzeugmaschinenantriebe, Elektromotorenanker für Sonderzwecke |
| G1,0 | 1,0 | Feinauswuchten | Schleifmaschinenantriebe, Spindeln |
| G0,4 | 0,4 | Hochpräzisions-Auswuchten | Präzisionsschleifmaschinenspindeln, Kreisel |
← Siehe auch den Abschnitt über Wuchtgütegrade im vollständigen Leitfaden
Wie die zulässige Restunwucht berechnet wird
ISO 21940-11 ermöglicht die Berechnung eines konkreten Wertes für die zulässige Restunwucht, der als Zielwert beim Auswuchten dient.
Die Berechnung erfolgt in zwei Schritten:
Schritt 1: Bestimmung der zulässigen spezifischen Unwucht (eper)
Formel:
eper = (G × 9549) / n
Dabei ist:
- G – der Wuchtgütegrad (zum Beispiel 6,3)
- n – die Betriebsdrehzahl, U/min
- eper – die zulässige spezifische Unwucht, μm (oder g·mm/kg)
Schritt 2: Berechnung der zulässigen Restunwucht (Uper)
Formel:
Uper = eper × M
Dabei ist:
- M – die Masse des Rotors, kg
- Uper – die zulässige Restunwucht, g·mm
Abb. 1. Das Fenster zur Berechnung der Auswuchttoleranz im Balanset-1A-Programm: automatische Berechnung nach ISO 1940-1
Auswuchten mit Überprüfung gegen die Normen
Wir führen Auswuchtarbeiten mit der nach ISO 21940-11 berechneten Toleranz durch und stellen ein Konformitätszertifikat aus
Service beauftragenBerechnungsbeispiele
Beispiel 1: ein Industrielüfter
Eingangsdaten:
- Masse des Rotors (Laufrad + Welle): M = 150 kg
- Betriebsdrehzahl: n = 1500 U/min
- Wuchtgütegrad: G = 6,3 (Standard für Lüfter)
Berechnung:
- eper = (6,3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
- Uper = 40,1 × 150 = 6015 g·mm
Schlussfolgerung: Nach dem Auswuchten darf die Restunwucht 6015 g·mm (oder ca. 6000 g·mm gerundet) nicht überschreiten.
Beispiel 2: Rotor eines 30-kW-Elektromotors
Eingangsdaten:
- Masse des Rotors: M = 25 kg
- Betriebsdrehzahl: n = 3000 U/min
- Wuchtgütegrad: G = 2,5 (höhere Qualität)
Berechnung:
- eper = (2,5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
- Uper = 7,96 × 25 = 199 g·mm
Schlussfolgerung: Der Motor erfordert ein genaueres Auswuchten (Gütegrad G2,5 statt G6,3), da er mit hoher Drehzahl läuft.
Beispiel 3: eine Schleifmaschinenspindel
Eingangsdaten:
- Masse der Spindel mit Werkzeug: M = 5 kg
- Betriebsdrehzahl: n = 6000 U/min
- Wuchtgütegrad: G = 1,0 (Feinauswuchten)
Berechnung:
- eper = (1,0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
- Uper = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm
Schlussfolgerung: Für schnell laufende Präzisionsspindeln sind die Anforderungen sehr streng – die Toleranz ist zehnmal kleiner als bei Lüftern.
Praktische Anwendung: Wenn der abschließende Auswuchtbericht zeigt, dass die Restunwucht innerhalb der berechneten ISO-Toleranz liegt, gilt die Arbeit als hochwertig ausgeführt. Dies ist ein objektives, rechtlich bedeutsames Kriterium.
Der Zusammenhang mit den Schwingungen der Anlage
Neben ISO 21940-11 (Unwuchttoleranz) gibt es ISO 20816-3:2022 — die die zurückgezogene ISO 10816-3 ablöst — welche die zulässigen Schwingungspegel von Anlagen regelt, gemessen an den Lagergehäusen. Sie klassifiziert Maschinen in Gruppen und 2 Fundamenttypen (starr/flexibel).
| Maschinengruppe | Leistung (P), kW | Bereichsgrenzen (mm/s) | ||
|---|---|---|---|---|
| A/B Gut |
B/C Zulässig |
C/D Alarm |
||
| Gruppe 1 (Große Maschinen) |
P > 300 kW | 2,3 | 4,5 | 7,1 |
| Gruppe 2 (Mittelgroße Maschinen) |
15 kW < P ≤ 300 kW | 1,4 | 2,8 | 4,5 |
Hinweis: Daten für Maschinen auf starrem Fundament.
Erläuterung der Zustandsbereiche:
Bereich A: Gut
Der Zustand neuer Anlagen. Es sind keine Maßnahmen erforderlich.
Bereich B: Zulässig
Uneingeschränkter Betrieb ist zulässig. Überwachung wird empfohlen.
Bereich C: Vorübergehend zulässig
Die Anlage benötigt eine Diagnose zur Ermittlung und Beseitigung der Schwingungsursachen.
Bereich D: Unzulässig (Alarm)
Die Schwingungen können Schäden verursachen. Ein sofortiger Stopp und eine Reparatur sind erforderlich.
Kritische Schwingungspegel:
- Über 7 mm/s gilt nach ISO bereits als gefährlich – die Anlage sollte zur Diagnose gestoppt werden, um eine Zerstörung der Lager und des Gehäuses zu verhindern
- Über 10 mm/s kann zu Ermüdungsrissen in den Gehäuseschweißnähten und zum schnellen Ausfall von Komponenten führen. Dies ist der kritische Bereich!
Beide Normen ergänzen einander: ISO 21940-11 definiert die Zielauswuchtqualität, während ISO 20816-3 den tatsächlichen Schwingungszustand der Maschine bewertet.
Fazit
ISO 21940-11 ist nicht nur eine formale Anforderung, sondern ein praktisches Werkzeug zur Sicherung der Auswuchtqualität. Sie ermöglicht es:
- Die Qualität der durchgeführten Arbeiten objektiv zu beurteilen
- Ein wirtschaftlich gerechtfertigtes Genauigkeitsniveau zu wählen
- Die Interessen sowohl des Auftraggebers als auch des Auftragnehmers zu schützen
- Einen dokumentierten Qualitätsnachweis zu erbringen
Moderne Auswuchtgeräte wie das Balanset-1A verfügen über einen integrierten Toleranzrechner nach ISO 1940-1, der die Zielwerte automatisch berechnet und die erzielten Ergebnisse damit vergleicht.
Siehe auch: Arten der Unwucht und wie jede einzelne korrigiert wird
Auswuchten nach ISO-Normen
Geräte und Dienstleistungen mit nach Normen berechneten Toleranzen
Auswuchtdienstleistungen
Auswuchten mit ISO-Berechnung und Konformitätszertifikat
Service beauftragenSchnell-Checkliste
- G-Grad fuer die betreffende Geraeteart auswaehlen
- Betriebsdrehzahl (U/min) und Rotormasse erfassen
- e_per = (G x 9549) / n berechnen
- U_per = e_per x M berechnen
- Bestaetigen, dass die Restunwucht innerhalb der Toleranz liegt
- Konformitaetsbescheinigung ausstellen