Form- und Lagetoleranzen

von: Michael Reichel und Alex Schäfer

1 Inhalte

1 INHALTE 2

2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 4

3 TABELLENVERZEICHNIS 5

4 WOFÜR SIND FORM- UND LAGETOLERANZEN NOTWENDIG. 6

5 ÜBERBLICK ÜBER WESENTLICHE NORMEN ZUR FORM- UND LAGETOLERANZEN. 7

6 FORM- UND LAGETOLERIERUNG NACH DIN ISO 1101 8
6.1 TOLERANZRAHMEN 9
6.2 TOLERIERTES ELEMENT 9
6.3 TOLERANZZONE 11
6.4 BEZÜGE 11
6.5 THEORETISCH GENAUE MAßE 14
6.6 PROJIZIERTE ( VORGELAGERTE ) TOLERANZZONE 15
6.7 MAXIMUM- MATERIAL- BEDINGUNG 16

7 ALLGEMEINTOLERANZEN NACH DIN ISO 2768 TEIL 1 UND 2 17
7.1 TOLERANZEN FÜR EINZELNE FORMELEMENTE 17
7.1.1 Geradheit und Ebenheit 17
7.1.2 Rundheit 18
7.1.3 Zylinderform 18
7.2 TOLERANZEN FÜR BEZOGENE FORMELEMENTE 18
7.2.1 Parallelität 18
7.2.2 Rechtwinkligkeit 19
7.2.3 Symmetrie 19
7.2.4 Koaxialität 20
7.2.5 Lauf 20
7.3 ZEICHNUNGSEINTRAGUNG ZU DIN ISO 2768 21

8 FESTLEGUNG DES TOLERIERUNGSGRUNDSATZES 22

9 TOLERIERUNGSGRUNDSATZ NACH DIN ISO 8015 23
9.1 ZWECK UND ANWENDUNGSBEREICH 23
9.2 UNABHÄNGIGKEITSPRINZIP 23
9.3 TOLERANZEN 24
9.3.1 Maßtoleranzen 24
9.3.2 Form- und Lagetoleranzen 24
9.4 GEGENSEITIGE ABHÄNGIGKEIT VON MAß, FORM UND LAGE 25
9.4.1 Hüllbedingung 26

10 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN MAß-, FORM- UND PARALLELITÄTSTOLERANZEN NACH DIN 7167 28

11 MAXIMUM- MATERIAL- PRINZIP NACH DIN ISO 2692 29
11.1 BEGRIFFE 29

12 BEZÜGE UND BEZUGSSYSTEME FÜR GEOMETRISCHE TOLERANZEN DIN ISO 5459 31
12.1 BEGRIFFE 31
12.1.1 Bezug 31
12.1.2 Bezugssystem 31
12.1.3 Bezugselement 31
12.1.4 Bezugsstellen 31
12.2 BILDEN VON BEZÜGEN 31
12.2.1 Gerade Linie oder Ebene als Bezug 32
12.2.2 Achse eines Zylinders als Bezug 32
12.2.3 Bezug aus gemeinsamer Achse oder gemeinsamer Mittelebene 32
12.2.4 Bezugssystem aus einer Ebene und einer dazu senkrechten Achse eines Zylinders 33
12.2.5 Anwendung von Bezügen 34
12.3 EINTRAGUNG VON BEZÜGEN UND BEZUGSSYSTEMEN 35
12.4 BEZUGSSTELLEN 35
12.4.1 Symbole für Bezugsstellen 36
12.5 DREI- EBENEN- BEZUGSSYSTEM 39

13 POSITIONSTOLERIERUNG NACH DIN ISO 5458 40

14 METHODIK ZUR FORM- UND LAGETOLERIERUNG 42

15 LITERATURVERZEICHNIS 45

4 Wofür sind Form- und Lagetoleranzen notwendig.

Form- und Lagetoleranzen sind nötig um Werkstücke hinreichend vollständig und eindeutig zu beschreiben. Mit Maßen und Maßtoleranzen ist dieses allein nicht möglich! Diese Tatsache so wie ihre Auswirkung ist den meisten die damit arbeiten unbekannt. Aus diesem Grund sind ein großer Teil der vorhandenen technischen Zeichnungen auf Grund von fehlender oder mangelhafter Form- und Lagetolerierung unvollständig und somit als Grundlage für Fertigung und Qualitätsmanagement unbrauchbar.
Ein einfaches Beispiel für die unerwünschte Auswirkung von fehlender Form- und Lagetoleranzen ist an Hand der Schalterblende im Abbildung 1 ersichtlich. Es gibt ein reales Werkstück mit gemessenen Istmaßen wieder, welche aber zur Verdeutlichung überzeichnet dargestellt sind.

Abbildung 1 Zeichnung einer Schaltblende und das reale Werkstück [1]
[Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

5 Überblick über wesentliche Normen zur Form- und Lagetoleranzen.

ISO 286 T2 System für Grenzmaße und Passungen
ISO 1101 Form- und Lagetolerierung
ISO 2692 Maximum- Material- Prinzip
ISO 2768 Allgemeintoleranzen
ISO 5458 Positionstolerierung
ISO 5459 Bezüge und Bezugssysteme
ISO 7083 Symbole für Form- und Lagetolerierung
DIN 7167 Hüllprinzip
ISO 8015 Tolerierungsgrundsatz (Unabhängigkeitsprinzip)

6 Form- und Lagetolerierung nach DIN ISO 1101

In der DIN ISO 1101 werden die Grundsätze der symbolischen Darstellung und der Eintragung auf Zeichnung von Form-, Richtungs-, Orts-, und Lauftoleranz und legt die geometrische Definition fest.

Abbildung 2 Angaben zur Form- und Lagetoleranzen in der Übersicht [1]
[Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

Form- und Lagetoleranzen sollen nur dann verwendet werden, wenn sie erforderlich sind und eine Tolerierung mit Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 nicht möglich oder nicht genau genug ist!

6.1 Toleranzrahmen

Die Toleranzanforderungen werden in einem rechteckigen Rahmen angeben, der in zwei oder mehren Kästchen unterteilt ist. Von links nach rechts enthalten diese Kästchen in folgender Reihenfolge:
a. Das Symbol für die zu tolerierende Eigenschaften
b. den Toleranzwert in der derselben Einheit wie die der Längenmaße, im Allgemeinen in mm. Diesem Wert wird das Durchmesserzeichen  vorangesetzt, wenn die Toleranzzone kreisförmig oder zylinderförmig ist.
c. falls ein Bezug oder Bezüge zur Tolerierung notwendig sind werden der oder die Bezugsbuchstaben angefügt.

Wortangaben zur Toleranzen wie die Angaben z.B. die Anzahl von Löchern oder Flächen werden über den Toleranzrahmen eingetragen. Weiter Angaben zur Beschreibung von Eigenschaften innerhalb der Toleranzzone sollen in der Nähe des Toleranzrahmens geschrieben werden. Sie können mit einer Bezugslinie mit dem Toleranzrahmen verbunden werden. Falls es notwendig ist, mehr als eine Toleranzeigenschaft für ein Element festzulegen, sollen die Toleranzangaben in Toleranzrahmen untereinander gesetzt werden.

6.2 Toleriertes Element

Der Toleranzrahmen wird mit dem tolerierten Element durch eine Bezugslinie mit Bezugspfeil verbunden.
Dabei unterscheidet wird unterschieden zwischen:
• Tolerierung auf die Linie oder Fläche selbst.
• Tolerierung auf die Achse oder Mittellinie
• Tolerierung auf alle durch die Mittellinie dargestellten Achsen oder Mittelebenen.

Abbildung 3 Tolerierung auf Linien oder Flächen [4] [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

Bei der Tolerierung auf Linien oder Flächen muss der Bezugspfeil deutlich seitlich versetzt von der Maßlinie gezeichnet werden.

Abbildung 4 Tolerierung auf die Achse oder Mittellinie [4] [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

Bei der Tolerierung auf die Achse oder Mittellinie muss der Bezugspfeil als Verlängerung der Maßlinie gezeichnet werden.

Abbildung 5 Tolerierung auf alle durch die Mittellinie dargestellten Achsen oder Mittelebenen [4] [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

Bei Tolerierung auf alle durch die Mittellinie dargestellten Achsen oder Mittelebenen steht der Bezugspfeil auf dieser Mittellinie.

6.3 Toleranzzone

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