Toleranzklassen nach ISO 22081 und DIN ISO 2768: Allgemeintoleranzen optimal einsetzen

Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Themengebiet Allgemeintoleranzen und deren Aufgaben im Konstruktionsprozess.

Toleranzen sind ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung mechanisch beweglicher Teile, da sie ein korrektes Zusammenwirken von Bauteilen gewährleisten. Allgemeintoleranzen und deren Toleranzklassen dienen zur Vereinfachung von Zeichnungen.

Die Norm DIN ISO 2768 legt die Spezifizierung der Toleranzen fest. Viele Konstrukteure nutzen Allgemeintoleranzen als vereinfachte Variante der Toleranzen, um den Konstruktionsprozess zu erleichtern.

Was sind Toleranzen in der Konstruktion?

Toleranzen in der Konstruktion sind im Allgemeinen definiert als die Abweichung einer Größe von ihrem idealen Wert. Diese Abweichung wird in Toleranzklassen aufgeteilt, die festlegen, welche Auswirkungen die Abweichung haben kann. DIN ISO 2768 legt fest, welche Toleranzen für welche Anwendungen angemessen sind.

Die wichtigsten Begriffe sind:

• Nennmaß
• oberes Abmaß (+/-), auch Höchstmaß genannt
• unteres Abmaß (+/-), auch Mindestmaß genannt
• Grenzmaß
• Passung: Ist die maßliche Beziehung (Art und Weise) zweier Bauteile. Zum Beispiel, wie passen ein Lager und eine Welle zusammen; wieviel “Spiel” gibt es zwischen den beiden Bauteilen.

Die Toleranz mit oberem und unterem Abmaß wird umgangssprachlich auch als Toleranzgrenze bezeichnet.

Für mechanisch gefertigte Teile gilt die DIN ISO 2768, die folgenden Merkmale beschreibt:

• für Längen, gebrochene Kanten und Durchmesser
• für Winkel
• für Rundlauf und Planlauf
• für Form und Lage
• für Symmetrie
• für Rechtwinkligkeit
• für Ebenheit und Geradheit

Die DIN ISO 2768 wird künftig durch die neue ISO 22081 ersetzt.

Toleranz nach ISO 22081

Als Konstrukteur können Sie dank ISO 22081 die Produktspezifikationen und den Konformitätsnachweis optimal vereinfachen und alle nicht funktionsrelevanten Merkmale unter Berücksichtigung fertigungstechnischer und werkstoffphysikalischer Besonderheiten eindeutig und vollständig beschreiben. Eine sorgfältige Anwendung der allgemeinen Toleranzen kann dabei helfen, die Konstruktion zu vereinfachen und sicherzustellen, dass die Ergebnisse den Anforderungen entsprechen.

Konstrukteure, die ISO 22081 verwenden, müssen die allgemeinen Toleranzklassen und die allgemeinen geometrischen Spezifikationen optimal einsetzen. Anstatt vorgegebene Toleranzwerte zu spezifizieren, bestimmt die ISO 22081 lediglich das spezifizierte Merkmal:

• Merkmal für Position
• Merkmal für Flächenprofil
• Merkmal für Linienprofil
• Merkmal für Gesamtlauf und Rundlauf
• Merkmal für Geradheit
• Merkmal für Symmetrie
• Merkmal für Rechtwinkligkeit
• Merkmal für Lage und Form
• Merkmal für Ebenheit
• Merkmal für Abstand
• Merkmal für Parallelität
• Merkmal für Koaxialität
• Merkmal für Konzentrizität
• Merkmal für Neigung und Winkel
• Merkmal für Rundheit

Der Anwender muss dann selbst entscheiden, welcher Toleranzwert (konstant oder variabel) am besten für die Ausführung des Merkmals geeignet ist, und auch das zwingend erforderliche vollständige Bezugssystem mit allen tolerierten nominalen Geometrieelementen festlegen.

HINWEIS: Grundsätzlich ist eine vollständige, eindeutige Produktdokumentation und Produktkonformität eine notwendige Voraussetzung, um einer zunehmenden globalen Zusammenarbeit und Outsourcing gerecht zu werden. Als Konstrukteur ist es wichtig, die Toleranzklassen und die ISO 22081 zu kennen, um sie optimal in der Konstruktion einzusetzen.

Was müssen Sie beachten, wenn Sie die DIN ISO 22081 einsetzen?

Wenn Sie als Konstrukteur Toleranzklassen und die DIN ISO 22081 optimal einsetzen möchten, sollten Sie die nachfolgenden Ausschlusskriterien berücksichtigen, damit keine Mehrdeutigkeiten entstehen. Wir haben hier die wichtigsten Ausnahmen aufgezählt:

• Die DIN ISO 22081 gilt nicht für alle integralen Geometrieelemente, die aus integralen Größenmaßelementen abgeleitet werden, mit individueller geometrischer Spezifikation verwendet werden können. Diese werden entweder direkt in der technischen Produktdokumentation oder indirekt durch CAD-Attribute im digitalen Datensatz für die Produktdefinition festgelegt.
• Die DIN ISO 22081 gilt nicht für lineare Größenmaßelemente oder Teilbereiche von linearen Größenmaßelementen, die einer allgemeinen Maßspezifikation unterliegen oder eine individuelle Maßspezifikation aufweisen, die direkt in der technischen Produktdokumentation oder indirekt durch CAD-Attribute im digitalen Datensatz für die Produktdefinition festgelegt wird.
• Es ist wichtig zu wissen, dass ISO 22081 nicht für die Bezugselemente gilt, die im Bezugsfeld des Toleranzindikators der allgemeinen geometrischen Spezifikation festgelegt sind.

Toleranzen nach DIN ISO 22081

Die International Standardization Organization (ISO) hat die DIN ISO 22081 für Toleranzklassen in der Konstruktion und im Maschinenbau entwickelt. Die DIN ISO 22081 umfasst vier Grundtoleranzen: die Passungstoleranz, die Geometrietoleranz, die Abmessungstoleranz und die Positions- und Ausrichtungstoleranz.

Die Passungstoleranz definiert die Abmessungen und Passungen, die bei der Montage von Bauteilen berücksichtigt werden müssen. Sie bestimmt auch, wie eng die Lücke zwischen den Teilen sein darf.

Die Geometrietoleranz definiert die Form und Größe bestimmter Komponenten und stellt sicher, dass sie die erforderliche Genauigkeit aufweisen.

Die Abmessungstoleranz betrifft die Abmessungen und Toleranzen eines Bauteils und dient dazu, die Auswirkungen unerwünschter Abweichungen bei der Herstellung von Komponenten zu minimieren.

Die Positions- und Ausrichtungstoleranz regelt die Richtung und Position, in der ein Bauteil angebracht werden muss, um eine bestimmte Genauigkeit zu erreichen.

Was Sie bei der Norm DIN ISO 2768 beachten müssen

Zum Ende des Jahres 2022 wurden neue internationale Standards für die Allgemeintoleranzen herausgegeben. Bald wird die DIN ISO 22081 die alte Norm DIN ISO 2768 ersetzen.

Die alte Norm DIN ISO 2768 ist noch gültig (Stand März 2023) und kann somit weiterhin verwendet werden.

Für Neukonstruktionen wird geraten, die neue Norm DIN ISO 22081 zu verwenden.

Als japanischer Hersteller fertigt MISUMI seine Produkte nach der japanischen Norm JIS B0401, die deckungsgleich mit der Norm ISO 22081 ist.

Die passende Toleranzklasse wählen und was ist zu beachten

Die Allgemeintoleranzen werden in Klassen unterteilt.

Während des Design- und Konstruktionsprozesses muss zwischen diesen Faktoren abgewogen werden:

• erforderliche Passgenauigkeit
• Kosten

WICHTIG: Mit der Toleranzklasse wird auch festgelegt, wie aufwändig die Herstellung oder Beschaffung des Bauteils ist. Grundsätzlich gilt, je geringer die Toleranz desto höher die Kosten

Die Allgemeintoleranzen untergliedern sich in:

• f (f) fein – z. B. Feinwerktechnik
• m (m) mittel – z. B. Maschinenbau (werkstattübliche Genauigkeit)
• c (g) grob – z. B. Gießereitechnik
• v (sg) sehr grob – wird heute kaum mehr verwendet, da die modernen Fertigungsverfahren höhere Genauigkeiten zulassen

Wie werden Toleranzen und Toleranzklassen in der technischen Zeichnung eingefügt und dargestellt?

Im Schriftfeld einer technischen Zeichnung wird mit einem Kürzel die Toleranz für die gesamte Zeichnung festgelegt. Die genaue Angabe werden in den Normen DIN 406-10 und DIN 406-11 beschrieben.

Zum Beispiel:

• DIN ISO 2768-m (für mittel)
• Allgemeintoleranz DIN ISO 2768-c (für grob)

In CAD-Programmen werden die eingestellten Toleranzen automatisch angezeigt und müssen nicht per Hand eingefügt werden.

Welche Toleranzen müssen noch beachtet werden?

Die DIN ISO 2768 bzw. ISO 22081 gelten für mechanisch gefertigte Teile.

Für andere Fertigungsprozesse gelten andere Normen, zum Beispiel:

• DIN 16742 für spritzgegossene Teile
• DIN 12020 für die Herstellung von Alumminiumprofile
• ISO 20457 für Kunststoffteile

Qualitätskontrolle für Toleranzen und Bauteile - Wie Sie präzise Ergebnisse erzielen

Als Hersteller wissen wir, wie wichtig es ist, dass die Qualität der Bauteile, die wir entwerfen und produzieren, den höchsten Standards entsprechen. Die Messung von Toleranzen ist ein wichtiger Bestandteil unserer Qualitätskontrolle.

Durch den Einsatz verschiedener Toleranzen kann für Sie ein Bauteil so hergestellt werden, dass es den Anforderungen der Konstruktion entspricht.

Als japanischer Hersteller fertigt MISUMI seine Produkte nach JIS B0401, die deckungsgleich mit der ISO 22081 ist.

Für viele Bauteile verwendet MISUMI die besonders präzisen Toleranzen h5 / g6. Für weitere Informationen nutzen Sie unsere Toleranztabellen nach JIS B0401-1, -2 (1998).

Toleranztabellen für Maße nach DIN ISO 2768-1

Die DIN ISO 2768-1 legt die Maßtoleranzen fest.

Toleranztabellen für Form und Lage nach DIN ISO 2768-2

Die DIN ISO 2768-2 legt die Form- und Lagetoleranzen fest.

Konfigurieren Sie Ihre Bauteile

Mit dem MISUMI-Konfigurator können Sie Wellen und andere Bauteile frei konfigurieren.

Wählen Sie die Bauteile-Art und stellen Sie die gewünschten Spezifikationen und Merkmale ein.

Abweichend von den Allgemeintoleranzen können Sie hier über unsere Optionstabellen für Toleranzen von Wellen und Schäfte weiter einschränken.

CAD Bibliothek

Nutzen Sie unsere umfangreiche CAD Bibliothek, um das optimale Bauteil für Ihre Komponenten und Anwendungen zu verwenden. Laden Sie sich ihr konfiguriertes Bauteil kostenlos auf unserer Webseite herunter.

Die heruntergeladenen Bauteile können Sie anschließend in Ihr CAD-Programm importieren.

Lassen Sie sich in unserer inCAD Library inspirieren und bearbeiten Sie Ihre Konstruktionen mit unserem SolidWorks Add-On.