Form- und Lagetoleranzen (GD&T)

Form- und Lagetoleranzen (englisch GD&T, Geometric Dimensioning and Tolerancing, in der ISO-Normung Teil der Geometrischen Produktspezifikation, GPS) sind ein genormtes System aus Symbolen und Regeln, mit dem Genauigkeitsanforderungen an die Geometrie auf technischen Zeichnungen festgelegt werden. Damit lassen sich zulässige Abweichungen von Form, Richtung, Ort und Lauf geometrischer Elemente eindeutig definieren. Der traditionelle Begriff „Lage“ umfasst dabei Richtung, Ort und Lauf.

Anders als reine Maßtoleranzen bilden geometrische Toleranzen die funktionalen Anforderungen besser ab, also das, was tatsächlich über die richtige Funktion des Teils in der Baugruppe entscheidet. Dazu gehören unter anderem Ebenheit, Rundheit, Parallelität, Rechtwinkligkeit und Position (im ASME-Sprachgebrauch flatness, roundness, parallelism, perpendicularity und position). Fester Bestandteil des Systems sind die Bezüge (Datums), auf die sich Richtungs- und Ortstoleranzen beziehen.

Genormt sind Form- und Lagetoleranzen in ASME Y14.5 (USA) und im ISO-GPS-System mit der Hauptnorm ISO 1101 (international, in Deutschland als DIN EN ISO 1101). Beide Systeme sind ähnlich, unterscheiden sich aber in einigen Grundprinzipien und in der Auslegung, etwa beim Unabhängigkeitsprinzip nach ISO 8015 gegenüber dem Hüllprinzip (Rule #1) der ASME. Konstrukteure brauchen dieses Wissen ebenso wie Mitarbeiter der Qualitätssicherung.

Richtig eingesetzt senken Form- und Lagetoleranzen die Kosten: Sie legen genau fest, was zulässig ist und was nicht, und verhindern so, dass gute Teile unnötig aussortiert oder fehlerhafte angenommen werden. Sie sind die Sprache, in der der Konstrukteur Fertigung und Messtechnik mitteilt, was er tatsächlich braucht.

Setzen Sie Form- und Lagetoleranzen dort ein, wo die gegenseitige Lage oder die Form von Flächen über die Funktion entscheidet und nicht nur ihr Maß: Position von Bohrungsbildern für Schrauben und Stifte, Koaxialität von Lagersitzen, Rechtwinkligkeit von Anlageflächen, Ebenheit von Dichtflächen oder Rundlauf rotierender Teile.

Besonders wichtig sind sie bei Teilen, die mit Gegenstücken eines anderen Herstellers montiert werden, bei Serienteilen, die auf einem Koordinatenmessgerät (KMG) geprüft werden, und überall dort, wo eine reine Maßtoleranz Interpretationsspielraum lässt (zum Beispiel, wie schief eine Bohrung sein darf).

Der häufigste Fehler sind fehlende oder falsch gewählte Bezüge. Eine Positionstoleranz ohne klar definiertes Bezugssystem lässt sich nicht eindeutig messen. Die Bezüge sollten widerspiegeln, wie das Teil in der Baugruppe tatsächlich anliegt und wie es bei Fertigung und Messung gespannt wird.

Ein weiterer Fehler ist die Übertolerierung: Unnötig enge geometrische Toleranzen an Flächen ohne Funktion treiben die Kosten für Fertigung und Prüfung in die Höhe. Geben Sie auf der Zeichnung an, nach welcher Norm (ISO oder ASME) toleriert wird, da die Auslegung abweichen kann. Klären Sie beim Lieferanten, ob er über die Messtechnik verfügt, mit der sich die vorgeschriebenen Toleranzen tatsächlich prüfen lassen, und ob er ein Messprotokoll liefert.