Die Form- und Lagetoleranzen sind ein Teilgebiet der Geometrischen Produktspezifikation (GPS, englisch Geometrical Product Specification) und bieten die Möglichkeit, mittels Zeichnungseinträgen die zulässige geometrische Abweichung von Bauteilen zu tolerieren. Dadurch können niedrigere Fertigungskosten erreicht werden, als bei engeren Maßtoleranzen ohne Form- und Lagetoleranz. Geregelt werden diese Zeichnungseinträge und Symbole durch die Norm ISO 1101. In Nordamerika sind diese Regeln unter GD&T (Abk. von englisch Geometric Dimensioning and Tolerancing) bekannt und werden durch die Geometric Product Specification-Normen ASME Y 14.5 definiert.

Es wird zwischen Form-, Richtungs-, Orts- und Lauftoleranzen unterschieden.

Symbole und ihre Definition Kürzel: t = Toleranzwert (2× Abweichung); Ø = Durchmesser; Δr = Differenz der beiden Radien +Deutsche BezeichnungSymbolDefinitionEnglische BezeichnungSymbol (Unicode)FormGeradheit50x50pxfür Flächen: Die tolerierte Linie muss in jeder Ebene zwischen zwei parallelen Geraden mit Abstand t liegen.Die Geradheit auf Flächen wird in Richtung der Linie in der angegebenen Ansicht gemessen. Flächen können in X-Achse gerade sein, obwohl sie entlang der Y-Achse gekrümmt sind. für Achsen: Die tolerierte Achse muss in einem Zylinder (Ø = t) liegen.Straightness⏤ U+23E4Ebenheit50x50pxDie tolerierte Fläche muss zwischen zwei parallelen Ebenen (Abstand t) liegen.Flatness⏥ U+23E5Rundheit50x50pxDie tolerierte Umfangslinie muss in allen Schnittebenen senkrecht zur Mittelachse zwischen zwei konzentrischen Kreisen (Δr = t) liegen.Circularity○ U+25CBZylindrizität50x50pxDie tolerierte Mantelfläche muss zwischen zwei koaxialen Zylindern (Δr = t) liegen.Cylindricity⌭ U+232DProfil einer Linie50x50pxDas tolerierte Profil muss in jeder Ebene zwischen zwei äquidistanten Hülllinien liegen, deren Abstand von Kreisen (Ø = t) definiert wird.Der Mittelpunkt von Kreis oder Kugel liegt auf der idealen Linie bzw. Fläche.Profile of a line⌒ U+2312Profile einer Fläche50x50pxDie tolerierte Fläche muss zwischen zwei äquidistanten Hüllflächen liegen, deren Abstand durch Kugeln (Ø = t) definiert wird.Profile of a surface⌓ U+2313RichtungParallelität50x50pxfür Flächen: Die tolerierte Fläche muss zwischen zwei Ebenen (Abstand t), welche parallel zum Bezug sind, liegen. für Achsen: Die tolerierte Achse muss in einem Zylinder (Ø = t), dessen Achse parallel zum Bezug ist, liegen.Parallelism∥ U+2225Rechtwinkligkeit50x50pxfür Flächen: Die tolerierte Fläche muss zwischen zwei Ebenen (Abstand t), welche senkrecht zum Bezug sind, liegen. für Achsen: Die tolerierte Zylinderachse muss in einem zur Bezugsfläche senkrechten Zylinder (Ø = t) liegen.Perpendicularity⟂ U+27C2Winkligkeit50x50pxfür Flächen: Die tolerierte Fläche muss zwischen zwei Ebenen (Abstand t), welche im angegebenen Winkel zum Bezug geneigt sind, liegen. für Achsen: Die tolerierte Achse muss zwischen zwei parallelen Ebenen (Abstand t), welche im angegebenen Winkel zum Bezug geneigt sind, liegen.Angularity∠ U+2220OrtPosition50x50pxDer Bohrungsmittelpunkt muss in einem Quadrat (a = t), dessen Mittelpunkt mit der theoretisch genauen Position der Bohrung übereinstimmt, liegen.Quadrat nach theoretisch genauer Bemaßung ausgerichtet mit Ø-Zeichen: Der Bohrungsmittelpunkt muss in einem Kreis (Ø = t), dessen Mittelpunkt mit der theoretisch genauen Position der Bohrung übereinstimmt, liegen.Ø-Zeichen vor dem Toleranzwert (siehe Toleranzrahmen (Bild))

Ebenfalls kann die Position von Flächen definiert werden.

Nach DIN EN ISO 5459 ist die Toleranzzone der Positionstoleranz dahingehend definiert, dass es sich entweder um eine Positionstoleranz mit zylindrischer Toleranzzone, mit Ebenen als Toleranzzone (beispielsweise bei Lochbildern) oder auch um eine kugelförmige Toleranzzone handelt. Dies bedeutet, dass sowohl die Lage des Eintrittspunktes der Bohrung, als auch die Lage der Achse und somit die Richtung der Bohrung(en) oder auch die Lager einer Fläche eindeutig spezifiziert sind.Position⌖ U+2316Konzentrizität Koaxialität50x50pxDer Mittelpunkt des tolerierten Kreises muss in einem Kreis (Ø = t), dessen Mittelpunkt konzentrisch zum Bezug ist, liegen.Die Koaxialität ist bei zu kurzer Länge eines zylindrischen Körpers teils nicht messbar. Die Achse der tolerierten Fläche muss in einem Zylinder (Ø = t), dessen Mittelachse koaxial zum Bezug ist, liegen.Concentricity◎ U+25CESymmetrie50x50pxDie tolerierte Mittelebene muss zwischen zwei parallelen Ebenen (Abstand t), welche symmetrisch zum Bezug sind, liegen.Symmetry⌯ U+232FLaufRundlauf (radial) Planlauf (axial)50x50pxBei einer Umdrehung um die Bezugsachse darf die Rundlaufabweichung t nicht überschreiten. Bei einer Umdrehung um die Bezugsachse darf die Planlaufabweichung t nicht überschreiten.Circular runout↗ U+2197Gesamtrundlauf (radial) Gesamtplanlauf (axial)50x50pxBei mehrfacher Umdrehung um die Bezugsachse und gleichzeitiger axialer Verschiebung darf die Rundlaufabweichung t nicht überschreiten. Bei mehrfacher Umdrehung um die Bezugsachse und gleichzeitiger radialer Verschiebung darf die Planlaufabweichung t nicht überschreiten.Total runout⌰ U+2330 mini|hochkant|Die Schornstein-Ziegel sind rotatorisch verdreht um die Mittelachse des Schornsteins.|alternativtext=

Anmerkungen

Zeichnungsangaben alternativtext=|mini|Schema der Form- und Lagetoleranzangabe Ist keine geometrische Toleranz auf der Zeichnung angegeben, gelten die Werte der Allgemeintoleranz, zum Beispiel nach dem Standard ISO 2768-2.

Toleranzrahmen Die Form- und Lagetoleranzen werden auf der Zeichnung in einem Toleranzrahmen angegeben. Der angegebene Toleranzwert beschreibt die gesamte Breite der Toleranzzone. Die maximal zulässige Abweichung beträgt in den meisten Fällen in der Praxis also nur die Hälfte (Toleranzzone Ø = 0,04, Abweichung r = 0,02). Ein Bezugspfeil verbindet den Toleranzrahmen auf der linken und/oder rechten Seite mit dem tolerierten Element. Er kann sich spalten und auf mehrere Materialkanten oder Maßhilfslinien zeigen, um effizient mehrere Elemente zu tolerieren. Abhängig von der Position der Pfeilspitze ist die Fläche bzw. Mittelebene gemeint (bei runden Bauteilen: die Mantelfläche oder Mittelachse). Liegt sie auf demselben Niveau einer anliegenden Bemaßung, ist die Mittelebene /-achse gemeint. Dieselbe Regelung gilt auch für Bezüge. mini|A&C = MittelachseB&D = Mantelfläche

Bezug Ein Bezug ist immer eine Ebene oder Gerade (Achse) und wird bei der Messung als Referenz benötigt. Oft genügt es die Bezugsfläche mit bestimmter Kraft gegen eine Referenzfläche zu drücken, doch bei sehr engen Toleranzen muss die Bezugsfläche ausgemessen und durch ein Messprogramm alle Rau- und Unebenheiten entfernt werden. Besonders bei der Verwendung mehrerer Bezüge, wo das Bauteil beim Anpressen an den dritten Bezug vom ersten Bezug abheben könnte, ist es wichtig, den Faktor Mensch zu minimieren.

Die Reihenfolge in der Bezugselemente im Toleranzrahmen aufgelistet sind bestimmt deren Priorität. Sie sind also nicht zwingend alphabetisch sortiert, sondern werden lediglich zur einfacheren Lesbarkeit durch die Angabe der Bezüge auf dem Bauteil geordnet. Die Anzahl an benötigten Bezugselementen hängt von der Toleranzart ab. In manchen Fällen können aber auch mehr angegeben werden, so kann eine Fläche mit nur einem Toleranzrahmen rechtwinklig auf A und B toleriert werden. mini|Unten: DreipunktauflageHinten: zwei PunkteRechts: ein Punkt Zum Beispiel werden bei der Positionstoleranz drei Bezüge angegeben: der Erste kann per Dreipunktauflage voll definiert werden. der Zweite kann nur noch mit zwei Punkten definiert werden, da er rechtwinklig auf den ersten Bezug sein muss. der Dritte kann nur noch an einem Punkt definiert werden, da er rechtwinklig auf beide anderen Bezüge sein muss.

Mit der Ausnahme von Formtoleranzen, die in sich gelten, benötigen alle in der Tabelle oben aufgelisteten Symbole mindestens einen Bezug.

Mehrfachbezug mini|Koaxialität mit Mehrfachbezug Bei einem Mehrfachbezug bilden die angegebenen Bezüge einen gemeinsamen Bezug, welcher als Referenz verwendet wird. Dies ist besonders nützlich bei länglichen Bauteilen mit Auflageflächen an beiden Enden. Ein kleiner Winkelfehler in den einzelnen Achsen kann dabei zu einer hohen Laufabweichung führen, welche aber beim Einbau durch die beidseitige Aufnahme eliminiert wird. Mit einer gemeinsamen Bezugsachse wird das Bauteil näher an der realen Einbausituation ausgemessen.

Theoretisch genaues Maß mini|Theoretisch genaues Maß im Toleranzrahmen Durch ein theoretisch genaues Maß wird die genaue Position der Toleranzzone ohne Toleranzen bestimmt. Es erhält auf der Zeichnung einen eigenen Toleranzrahmen, wodurch es aus der vorher definierten allgemeinen Toleranz ausgeschlossen wird, also quasi ±0. Da eine Toleranz von Null ungültig ist, benötigen alle Bohrungen, Kanten usw. auf einem theoretisch genauen Maß ihre eigene Lagetoleranz. Eine Ausnahme bilden die gleichen Bohrungen in einem Lochbild.

Literatur Tabellenbuch Metall (ohne Formelsammlung), ISBN 978-3-8085-1678-2. Hans Hoischen/Andreas Fritz: Technisches Zeichnen, 36. Auflage, Cornelsen 2018, ISBN 978-3064517127. DIN EN ISO 1101:2017-09 Normen-Auszug 2022

Weblinks Auflistung der ISO-GPS Symbole für die Messtechnik Form- und Lagetoleranzen mit Beispielen

Kategorie:Konstruktionslehre Kategorie:Norm