Toleranzauslegung

Toleranzauslegung bezeichnet den Prozess der Festlegung zulässiger Abweichungen von Abmessungen und geometrischen Merkmalen eines Bauteils im Produktdesign. Sie dient der Sicherstellung von Funktion, Montierbarkeit, Austauschbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Ziel ist ein robustes Zusammenwirken der Bauteile in der Baugruppe trotz typischer Fertigungsabweichungen.

Zu den Toleranzen gehören dimensionale Toleranzen (lineare Abweichungen) sowie geometrische Toleranzen, die Form, Orientierung, Lage und Lauf von Merkmalen betreffen. Unmittelbar unterschieden werden unilateral und bilateral angelegte Abweichungen. Geometrische Toleranzen umfassen zum Beispiel Formtoleranzen (Planheit, Rundheit), Orientierungstoleranzen (Parallelität, Rechtwinkligkeit) sowie Lagetoleranzen (Position, Koaxialität, Zentrik) und Rundlauf bzw. Lauf.

Standards und Methoden spielen eine zentrale Rolle. Wichtige Normen sind ISO 286 für Grenz- und Passungen sowie ISO 1101 für geometrische Toleranzen; in vielen Anwendungen kommen auch ASME Y14.5 bzw. entsprechende nationale Ergänzungen zum Einsatz. Zur Analyse der Toleranzauslegung werden Methoden wie Worst-case-Analyse, Toleranz-Stack-Up, statistische Ansätze (RSS) oder Monte-Carlo-Simulationen verwendet. Der Einsatz von CAD/CAx-Tools unterstützt die Dokumentation, Analyse und Optimierung der Toleranzvergabe.

Prozessual umfasst die Toleranzauslegung die Zusammenarbeit von Design, Fertigung und Qualität. Designingenieure legen funktionale Anforderungen fest, Fertigung bewertet die Umsetzbarkeit anhand der Prozessfähigkeit (Cp, Cpk) und Messsysteme prüfen die Einhaltung. Ziel ist eine ausgeglichene Toleranzvergabe, die Funktionssicherheit gewährleistet und gleichzeitig Fertigungskosten minimiert.

Beispielhaftes Prinzip ist die Passung einer Bohrung H7 mit einer Welle h6, die eine definierte Passung mit kontrollierbarem Spiel sicherstellt.