Tolerantieanalyse

Die Toleranzanalyse ist ein Verfahren der Konstruktion und Fertigung, das die Auswirkungen von dimensionalen und geometrischen Toleranzen auf die Funktionsfähigkeit einer Baugruppe bewertet. Sie dient dazu, sicherzustellen, dass Bauteile trotz Fertigungstoleranzen zusammenpassen, Funktionsanforderungen erfüllen und Kosten durch sinnvolles Toleranzmanagement reduziert werden.

Zentrale Begriffe sind geometrische Toleranzen nach GD&T (Form, Orientierung, Lage, Runout) sowie klassische lineare und Winkelabmaße. Übliche Standards sind ISO 1101 für geometrische Toleranzen und ASME Y14.5. In der Toleranzanalyse geht es neben Worst-Case-Analysen auch um statistische Ansätze wie Root-Sum-Squares (RSS) oder Monte-Carlo-Simulationen, um realistische Fertigungsabweichungen abzubilden.

Der Ablauf umfasst typischerweise: Festlegung der Funktionsanforderungen und der relevanten Baugruppenadatums, Identifikation der zu betrachtenden Toleranzen, Erstellung eines Simulations- oder Rechenmodells (mechanische Baugruppe oder CAD-gestützt), Durchführung der Berechnungen und Interpretation der Ergebnisse. Ziel ist es, Engpässe oder zu strakke Toleranzen zu identifizieren, die Passung zu sichern und potenzielle Fehlpassungen zu vermeiden. Basierend auf den Ergebnissen können Designänderungen, alternative Fertigungsverfahren oder die Ergänzung von Passungen, Referenzdaten oder Montagehilfen empfohlen werden.

Anwendungsfelder finden sich im Maschinenbau, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Elektronikfertigung. Typische Kennzahlen sind Toleranzketten, sowie Fähigkeitskennzahlen (Cp, Cpk). Die Toleranzanalyse unterstützt Qualitätsplanung, Kostenkontrolle und Produktlebenszyklusmanagement.

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