Toleranzen

Toleranzen sind die zulässigen Abweichungen eines Maßes, einer Form oder einer Lage eines Geometrieelements vom Nennwert, also vom vorgeschriebenen Sollmaß. Kein gefertigtes Teil entspricht exakt dem idealen Maß. Die Toleranz legt fest, welche Abweichung für die einwandfreie Funktion noch akzeptabel ist.

Man unterscheidet Maßtoleranzen (Genauigkeit von Längenmaßen), geometrische Toleranzen (Form, Richtung, Ort und Lauf, siehe Form- und Lagetoleranzen) und Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit (Rauheit). In der Zeichnung werden Toleranzen als oberes und unteres Grenzabmaß, als symmetrisches Abmaß (etwa 25 ±0,05 mm) oder mit dem Kurzzeichen einer ISO-Toleranzklasse (etwa 25 H7) angegeben.

Die Festlegung der Toleranzen ist eine der wichtigsten Konstruktionsentscheidungen und wirkt sich direkt auf die Fertigungskosten aus. Eine enge Toleranz (etwa ±0,01 mm) erfordert eine genauere Maschine, längere Bearbeitungszeiten und mehr Prüfaufwand und ist damit deutlich teurer. Konstrukteure sollten Toleranzen nur so eng vorschreiben, wie es die Funktion tatsächlich verlangt.

Für die Verbindung zweier Bauteile (Welle im Lager, Stift in der Bohrung) nutzt man die genormten Passungen des ISO-Passungssystems nach DIN EN ISO 286: Spielpassung, Übergangspassung und Übermaßpassung. Die richtige Passung sichert die Funktion der Baugruppe und eine Montage ohne Spezialwerkzeug.

Jedes Maß einer Fertigungszeichnung muss toleriert sein, entweder ausdrücklich oder über Allgemeintoleranzen (etwa ISO 2768-m). Einzeln eingetragene Toleranzen gehören an die Funktionsmaße: Lager- und Bolzensitze, Lochabstände für die Montage, Anlage- und Dichtflächen sowie Anschlussmaße zu Teilen anderer Lieferanten.

Bei der Konstruktion von Baugruppen fließen Toleranzen in die Toleranzanalyse (Maßketten) ein. Sie weist nach, dass die Baugruppe auch bei der ungünstigsten Kombination der Grenzmaße montierbar und funktionsfähig bleibt.

Der häufigste Fehler ist, enge Toleranzen pauschal „zur Sicherheit“ vorzuschreiben. Das erhöht den Preis, verlängert die Fertigung und bringt keinen funktionalen Nutzen. Der umgekehrte Fehler ist eine Zeichnung ohne Allgemeintoleranzen, bei der der Hersteller die Genauigkeit selbst erraten muss.

Toleranzen müssen zum Fertigungsverfahren passen. Werte, die beim Schleifen üblich sind, ergeben für den 3D-Druck oder ein unbearbeitetes Gussteil keinen Sinn. Eine vorgeschriebene Toleranz muss außerdem messbar sein. Fragen Sie den Lieferanten, welche Genauigkeit er mit dem gewählten Verfahren üblicherweise erreicht und was eine engere Toleranz bedeuten würde, und fordern Sie für kritische Maße ein Messprotokoll an.